23226.液滴撞擊平面液膜的流動(dòng)特性和換熱性能數(shù)值模擬

1、碩士學(xué)位論文液滴撞擊平面液膜的流動(dòng)特性和換熱性能數(shù)值模擬NumcricalSimulationofFlowCharacteristicsandHeatTransferPerformanceafterDropletImpactonFlatLiquidFilm學(xué)號：21110045完成日期：20140509大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要在我們的生活和工業(yè)生產(chǎn)中隨時(shí)隨處都可以看

2、到液滴撞擊液膜這種現(xiàn)象，研究這種現(xiàn)象的內(nèi)部機(jī)理可以為實(shí)際工程應(yīng)用帶來重要的理論依據(jù)。本論文采用一種新的算法CLSVOF，對單液滴撞擊水平液膜后產(chǎn)生水花現(xiàn)象、雙液滴撞擊水平液膜后流體的動(dòng)力學(xué)特性及雙液滴撞擊熱壁面液膜后換熱性能及其影響因素進(jìn)行了數(shù)值模擬和分析。主要結(jié)論如下：(1)單液滴撞擊水平液膜的數(shù)值模擬結(jié)果表明，撞擊后之所以產(chǎn)生飛濺是因?yàn)榱黧w內(nèi)界面的不穩(wěn)定造成的，模擬結(jié)果還發(fā)現(xiàn)了氣泡夾帶現(xiàn)象；當(dāng)液滴直徑較小時(shí)，沒有小氣泡產(chǎn)生，液滴直徑

3、不斷增大產(chǎn)生的小氣泡數(shù)目逐漸增多，并且氣泡消失的時(shí)間越長。(2)不同水平間距的兩液滴同時(shí)撞擊液膜的數(shù)值結(jié)果表明，雙液滴以不同速度撞擊液膜后會(huì)形成表面波動(dòng)、皇冠狀水花、飛濺產(chǎn)生二次液滴，而且兩表面波相向運(yùn)動(dòng)時(shí)碰撞會(huì)產(chǎn)生中心射流，其在向上運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)斷裂產(chǎn)生飛濺液滴；睢數(shù)決定了水花邊緣是否產(chǎn)生飛濺，珊較小時(shí)不產(chǎn)生二次液滴，當(dāng)聰數(shù)逐漸增大，水花的厚度變薄，且產(chǎn)生的二次液滴數(shù)目增多；聰數(shù)的增大，水花高度越大，射流高度越大，而水花高度、射流高度開始回

4、落的時(shí)間也隨聰數(shù)的增大而提前；液滴間距的變化對剛開始水花高度幾乎沒有影響，一段時(shí)間后，液滴間距越大水花高度反而越小，在這之后，液滴水平間距越小水花高度越??；而對射流高度，在撞擊剛開始，液滴水平間距越大射流高度越??；一段時(shí)間后，液滴間距越大射流高度越大。(3)雙液滴先后撞擊液膜的計(jì)算結(jié)果顯示，液滴間距不同，撞擊后流動(dòng)形態(tài)出現(xiàn)很大差異，液膜厚度對液膜及水花形態(tài)影響不大，但對氣泡消失影響很大。液膜厚度越大，氣泡消失時(shí)間越長；液滴間距較小時(shí)，水

5、花底部直徑隨時(shí)間逐漸增大，且液膜厚度越大，水花底部直徑越小；當(dāng)液滴間距較大時(shí)，水花底部直徑先增大后減小在增大。(4)不同垂直間距的兩液滴先后撞擊熱壁面液膜的數(shù)值結(jié)果表明，液滴撞擊速度越大，壁面平均熱流密度也就越大，液滴直徑、雙液滴間垂直間距和液膜厚度對平均熱流密度的影響較?。蛔矒魠^(qū)域的熱流密度隨液膜厚度、垂直間距和液滴直徑的增大而減小，交界區(qū)的熱流密度隨液膜厚度和雙液滴垂直間距的增大而增大；液滴直徑不同，交界區(qū)的熱流密度先隨液滴直徑的增