深冷翅片管氣化器管內(nèi)相變換熱研究.pdf

1、在低溫工程中，翅片管氣化器作為常見的換熱器設(shè)備之一，常用來氣化液氧、液氮、液氬、液化天然氣等低溫工質(zhì)，其管道內(nèi)部低溫工質(zhì)常伴隨著氣液相變過程的發(fā)生。這一現(xiàn)象的產(chǎn)生使得與一般情況下的換熱器相比，工作過程更為復(fù)雜，工質(zhì)的熱物性不僅變化劇烈，而且更加難于準確確定整個物理變化過程。另一方面，對于氣化器管內(nèi)沸騰換熱的可視化實驗工作實現(xiàn)起來比較困難，因此要想采用實驗的方法從微觀的角度描述這一相變換熱過程也變得更加不切實際。開展翅片管氣化器管內(nèi)相變換

2、熱的研究，對進一步準確分析和預(yù)測氣化器的傳熱性能，有著重要的實際意義和工程意義。
　　 為研究翅片管氣化器管內(nèi)相變流動的傳熱特性，本文通過理論分析和數(shù)值模擬兩方面對氣化器管內(nèi)低溫液氮相變流動傳熱過程進行了研究。
　　 首先，在參考國內(nèi)外大量文獻的基礎(chǔ)上，總結(jié)了翅片管氣化器管內(nèi)低溫液體相變傳熱過程的特點，并將氣化器管內(nèi)低溫液體流動的沸騰換熱過程化分為過冷流動沸騰傳熱區(qū)、飽和流動沸騰傳熱區(qū)、兩相強制對流傳熱區(qū)及缺液傳熱區(qū)四個

3、傳熱區(qū)域，并分別建立了各個區(qū)的傳熱計算關(guān)聯(lián)式。
　　 其次，采用計算流體動力學(xué)仿真軟件FLUENT，對不同液氮進口流量下的翅片管氣化器管內(nèi)相變流動傳熱過程進行了三維穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬。主要工作如下：
　　 (1)建立翅片管氣化器物理和數(shù)值模型，采用混合物模型作為多相流計算模型，用RNGκ-ε模型來描述流體的湍流流動過程，對液氮在氣化器管內(nèi)的相變過程使用用戶自定義函數(shù)(UDF)加入到FLUENT計算過程中。
　　 (2)