水平椭圆管外液体降膜流动数值模拟

《水平椭圆管外液体降膜流动数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、硕士学位论文水平椭圆管外液体降膜流动数值模拟NumericalSimulationofFallingFilmFlowOutsideHorizontalEllipticalTubes学21010013大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。

2、学位论文题目：坐芏煎!虱鼙皇}=速查奎鸯遂遮盈迎丛作者签名：显多昌期：丛年—￡月j￡日大连理工大学硕士学位论文摘要水平管降膜蒸发技术由于能在较小的换热温差及液体工质流量下获得较高的换热系数，因而对于改善换热器换热性能以及节省换热器制造及维护费用上有着重要的意义。但其却并未广泛的应用于各类换热系统中，其原因在于在水平管降膜蒸发器中，对于换热管束表面液体降膜流动形态及液膜厚度分布有较高的要求，液膜的流态和均匀性直接影响着换热器的性能，而液膜流态和分布受布液方式、管型参数、管束布置等诸多参数的影响。目前对于降膜蒸发换热规律以及各类影响参数的设计研究并未达到精确完善的水平，因此对于水平管降膜

3、蒸发技术管外液体降膜流动形态及液膜厚度分布的研究具有十分重要的意义。本文针对水平管外液体降膜流动建立了理论模型，应用数值模拟的方法对管外液体降膜流动形态及液膜厚度分布进行了数值研究。应用VOF方法对于气液交界自由表面进行追踪，得到管外液膜速度、压力场及液膜厚度分布并同实验值进行对比，验证计算模型的正确性。通过改变计算模型中液体雷诺数、管间距、管型参数及管壁周向角度等影响参数得到不同参数下椭圆管外液膜厚度分布规律以及相同参数下不同椭圆率椭圆管壁下端液膜脱离区的范围和形成规律，对椭圆管在降膜蒸发器中应用的可行性进行研究。结果表明：通过对比水平圆管外液体降膜流动液膜厚度分布实验及数值模拟结

4、果，尽管液膜厚度值存在一定差异，但数值模拟的液膜厚度分布变化趋势同实验结果较为吻合，能够考量不同区域液膜流动形态及厚度分布规律。在管壁周向角0。．180。范围内，液膜厚度先减小后增大，液膜厚度随流体雷诺数的增大而增大，随换热管间距的增大而减小；液膜厚度的波动性随管壁周向角的增大而增大，并且在145。左右区域内液膜波动性最强，容易在此区域形成液膜脱离区；流体在水平椭圆管外降膜流动时液膜厚度分布规律同圆管相似，并且相同参数下液膜厚度分布较圆管更为均匀，变化幅度更小，在椭圆管外液体降膜流动中，椭圆管管型参数的影响并非线性而是存在最优值；流体在水平椭圆管外降膜流动过程中较圆管能够更快地在管壁

5、表面铺展成膜，进入充分发展区，在管壁下端，椭圆管的液滴集聚现象较圆管有所减弱，液膜分布更为均匀；水平管外液体降膜流动换热管润湿率随流体雷诺数的增大而增大，水平管外液体降膜流动管壁下端液膜会与管壁脱离而在管壁下方形成液膜脱离区，且液膜脱离区范围随换热管椭圆率的增大而减小．关键词：椭圆管；降膜流动；液膜厚度；润湿率；数值模拟水平椭圆管外液体降膜流动数值模拟NumericalSimulationofFallingFilmFlowOutsideHorizontalEllipticalTubesAbstractHorizontaltubefallingfilmevaporationhasgre

6、atsignificanceinimprovingtheheatexchangerperformanceandsavingthemanufacturingandmaintenancecostforitshighcoef!ficientofheattransferundersmalltemperaturedifferenceandliquidflowrate．Butthetechniquedidnotwidelyappliedinheattransfersystemsbecausehorizontaltubefallingfilmevaporatorhashighrequirement

7、soffallingfilmflowandfilmthicknessdistribution，theflowandthefilmdistributionhasadirectinfluenceontheperformanceoftheheatexchangerandiSaffectedbyliquiddistributor．tubediameter．tubearrangementandmanyotherparameters．Theresearchoffall