板式降膜蒸發(fā)器流體流動(dòng)及傳熱數(shù)值研究(1)

1、分類號(hào)密級(jí)UDC學(xué)校代碼10497學(xué)位論文題目板式降膜蒸發(fā)器流體流動(dòng)及傳熱數(shù)值研究英文NumericalSimulationofFluidFlow題目HeatTransferofthePlateFallingFilmEvapat研究生姓名張博姓名周宏基職稱副教授學(xué)位單位名稱能源與動(dòng)力工程學(xué)院郵編430063申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士學(xué)科專業(yè)名稱輪機(jī)工程論文提交日期2016.04論文答辯日期2016.05學(xué)位授予單位武漢理工大學(xué)學(xué)位授予日期答辯委員

2、會(huì)主席余永華評(píng)閱人胡甫才郭蘊(yùn)華2016年5月指導(dǎo)教師武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要板式降膜蒸發(fā)器作為一種新型高效換熱設(shè)備，其利用降膜蒸發(fā)傳質(zhì)帶動(dòng)傳熱的原理來(lái)提高換熱效果，在石油、化工、和海水淡化等領(lǐng)域都中有著很大的發(fā)展前景。由于板外降膜蒸發(fā)是一種復(fù)雜的傳熱和傳質(zhì)過(guò)程，目前還缺乏對(duì)降膜蒸發(fā)過(guò)程比較深入的了解，因此對(duì)傳熱傳質(zhì)特性的研究有很強(qiáng)的必要性和現(xiàn)實(shí)意義。論文以流體力學(xué)基本理論和數(shù)值模擬方法為基礎(chǔ)，借助流體力學(xué)模擬仿真軟件FLUENT中

3、的VOF模型建立了平板式降膜蒸發(fā)二維仿真模型，初步研究不同工況條件下對(duì)其傳熱性能的影響，通過(guò)數(shù)值模擬所獲取的主要研究?jī)?nèi)容：①合理的提高液相入口溫度和壁面熱流量，可以提高相應(yīng)界面溫度，增強(qiáng)蒸發(fā)效應(yīng)，提高傳熱性能；②提高入口空氣的流速和降低液相進(jìn)口流率可以強(qiáng)化蒸發(fā)換熱，提高蒸發(fā)器的換熱效果，但是要選擇合適的液相進(jìn)口流量和空氣入口流速。接下來(lái)此基礎(chǔ)上再定義了氣相對(duì)液膜的剪應(yīng)力作用以及表面張力效應(yīng)的源項(xiàng)來(lái)建立了波紋板二維降膜蒸發(fā)仿真模型，深入的

4、模擬研究其流動(dòng)和傳熱傳質(zhì)特性，得到以下結(jié)論：①波紋板壁面對(duì)流場(chǎng)的影響較大，在波紋凹陷處氣相的速度相對(duì)較小，液相的速度在重力的作用下越向下速度越大；②在液膜向下流動(dòng)過(guò)程中，液相的進(jìn)口部分液膜的厚度較大，而隨著流動(dòng)的進(jìn)行，液膜的厚度不斷變薄；③溫度分布和傳熱傳質(zhì)效果都存在由于波紋產(chǎn)生的波動(dòng)趨勢(shì)；④在水平方向上，溫度都是逐漸降低的，并且在液相和氣相中，其變化梯度都先大后小的，兩相相界面附近的溫度在變化，但溫度變化速率不連續(xù)；⑤提高壁面熱通量、