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时间:2020-03-28
《微尺度相分离器不同结构的数值研究.pdf》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、第44卷第1期华北电力大学学报V0L44.No.12017年1月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityJan.,2017doi:10.3969/j.ISSN.1007—2691.2017.01.15微尺度相分离器不同结构的数值研究安宾,徐进良(华北电力大学低品位能源多相流与传热北京市重点实验室,北京102206)摘要:相分离在很多行业是非常重要的工艺过程,比如化学工程应用中的反应过程和热组件分离过程。提出了利用毛细作用的微型相分离装置,矩形流道中局部布置微针肋实现分离过程,使相分离区域流道分为两侧区域和中心区域。当两相流体接触
2、到微针肋时,由于毛细力作用气体被阻挡在中心区域流向两侧区域,同时液体可以顺利进入中心区域,从而实现两相分离效果。使用三维模型对相分离过程进行模拟,利用VOF方法进行界面捕捉。实现两相分离效果。对弹状流在相分离器的分离原理进行了分析,研究表明:布置微针肋的微通道能实现气液分离效果,液膜厚度显著变下,能应用于冷凝器,有效增强换热效果。进一步对不同微肋布置方式的流道相分离效果进行了模拟分析,结果表明:分离器中心流道大的结构,更容易实现相分离,分离更快;气泡周围的液膜厚度也更薄,更有利于传热。关键词:两相;微流体;相分离中图分类号:TK124文献标识码:A文章编号:1007—26
3、91(2017)01—0097—06NumericalStudyonDiferentStructuresofMicroPhaseSeparatorANBin,XUJinliang(TheBeOingKeyLaboratoryofMuhiphaseFlowandHeatTransfer,NorthChinaElectricPowerUniversity,Beijing102206,China)Abstract:Phaseseparationisanimportantprocessinmanychemicalengineeringapplications,suchasreac
4、tiveprocessesandthermo-elementseparationprocesses.Inthispaper,anovelmicrophaseseparatorwasproposedbyusingthecapillaryseparationeffect.Themicro-pin-finsarelocallypopulatedinarectangularmicrochannel,forminganen·closedregionwithmicroporesastheboundaries.Whenatwo-phasestreaminteractswiththeen
5、closedregionboundarywithmicro—pores,thegasphaseispreventedfromenteringthecenterenclosedregiontoenforcethegasphaseflowinginthetwosideregions.Meanwhile,theliquidphaseisflowingtowardsthecenterenclosedregion.Asaresult,thetwophasesareseparated.Athree-dimensionalnumericalmodelisbuilttosimulatet
6、heseparationprocess.Thevolumeoffluid(VOF)methodisusedtotrackthegas-liquidinterfaceandthenthetwophaseswereseparated.Theseparationprincipleoftheseparatorisanalyzed.Theresultshowedthatthemicrochannelcontributestogas.1iquidseparation,andtheliquidfilmisobviouslythinnerthanitinthebarechanne1.Wh
7、enthedeviceisappliedinacondenser,itcansignificantlyenhancetheheattransfereficiency.Theeffectoftheseparatorconfigurationparameterssuchaspin-finsizeanddistributionisalsoanalyzedbasedonthecomputationresults.Gasandliquidphaseseparationallcanbea-chieved.Theeffectofphases
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