蒸汽‐噴霧液膜直接接觸冷凝過程二維數(shù)值模擬.pdf

1、蒸汽-噴霧液體直接接觸冷凝換熱是直接接觸式換熱的一種常見形式。相比于蓄熱式換熱和間壁式換熱，它具有換熱設備結構簡單，腐蝕少，結垢少，維護費用低，傳熱面積大，傳熱速率高等優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)上具有廣泛的應用。但由于蒸汽-噴霧液體直接接觸冷凝換熱過程機制十分復雜，目前尚未形成系統(tǒng)的理論方法。因此研究蒸汽-噴霧液體直接接觸冷凝傳熱過程對發(fā)展和豐富相變傳熱理論，開發(fā)設計和優(yōu)化改造氣液直接接觸冷凝換熱設備具有重要意義。
　　流體從離心式噴嘴高速

2、旋流著噴出時，首先形成一個薄薄的圓錐形液膜，之后破碎形成液滴。具有高度湍流特征的液膜區(qū)被認為能夠與蒸汽進行高效地傳熱和傳質，本文借助數(shù)值方法利用計算流體力學軟件Fluent對蒸汽-噴霧液膜兩相流動和傳質傳熱進行模擬，分析流動特征及其影響因素和傳質傳熱變化規(guī)律。
　　根據(jù)噴霧流場的軸對稱特征，本文首先建立了簡便的二維網(wǎng)格計算模型，借助Fluent軟件的2D Axisymmetric Swirl功能模擬了噴霧液體的三維流動，探究了層流

3、模型、RNG k-ε、RSM Linear Pressure-Strain模型、RSM Low-Re Stress-Omega模型對入口雷諾數(shù)在25000~53000之間的液體在大型噴嘴內流動的適用性，結果發(fā)現(xiàn)：RSM Linear Pressure-Strain模型的計算結果與實驗值最為吻合，能夠精確地模擬噴嘴內部流動；層流模型和RSM Low-Re Stress-Omega模型雖然也能捕捉到清晰的空氣芯，但是其計算結果與實驗結果偏差

4、較大；而 RNG k-ε不能可靠地反映真實流動情況。利用二維網(wǎng)格模型探究了噴嘴結構尺寸對出口液膜的影響，結果表明隨著噴嘴旋流室長度與直徑之比 Ls/Ds的增大，噴嘴出口處液膜厚度增大，噴霧錐角減小，且改變Ls與改變Ds產(chǎn)生的效果相當；噴嘴出口直徑D0對噴嘴內部液體流動的影響最大，增大D0顯著減小噴注壓力和液體流動速度，減小 D0顯著增大噴注壓力和液體流動速度；旋流室收縮角對噴嘴內部液體流動影響不大。
　　基于Lee相變傳熱模型，本