蒸汽及含不凝气体蒸汽在竖直及倾斜管内凝结传热的数值模拟

发布时间：2024-05-21 02:00

　　凝结现象广泛存在于能源、冶金、制冷、化工、航空航天等领域,近年来,随着航空航天、海水淡化、核反应堆安全系统以及一些大型工业设备的发展,对于凝结传热研究的需求日益增加。而在实际的工业应用中,常伴随有不同组分浓度的不凝气体,使得凝结传热过程极其复杂。所以,研究纯蒸汽及含不凝气蒸汽的凝结传热规律,对提高凝结传热效率及冷凝器的工业设计具有重要意义。鉴于理论分析和实验研究受制于计算和成本的限制,本文通过数值模拟的方法模拟纯蒸汽及含不凝气体蒸汽在竖直、倾斜管和波节管内的凝结情况,分析了不同工况不同参数范围下的蒸汽凝结流动特性和传热规律。基于气液两相流的控制方程,建立了纯蒸汽及含不凝气蒸汽凝结质量输运模型,该模型考虑了界面处的质量平衡,总通量包含了扩散分量以及对流分量,并可用于计算多组分相的质量输运,利用UDF对商业软件Fluent进行程序上的二次开发,将该模型嵌入VOF模型的质量源项与能量源项中进行耦合计算。为了研究含不凝气蒸汽的凝结,通过加载多组分模型实现了不凝气的组分构建,并利用UDF程序调用多相流模型的不同层次相,实现了各气相组分的同步计算,获得不同组分含量的不凝气的凝结传热规律。基于建立的...

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【部分图文】：

图1.1中国冷凝器市场占比

内蒙古科技大学硕士学位论文1第一章绪论1.1课题研究的背景和意义能源是科技获得发展的前提，是人类社会生存发展的重要物质基础，攸关国计民生和国家战略竞争力。能源在给国家带来巨大经济效益的同时，也带来了生态环境恶化、能源供需紧张、温室气体减排压力等一系列问题和挑战，并且已经被全人类所....

图1.2纯蒸汽膜状凝结示意图

内蒙古科技大学硕士学位论文3通常是膜状凝结[4-10]。凝结的方式与液相所处的流场将会影响到管内凝结的流型[11-13]。图1.2纯蒸汽膜状凝结示意图（1）膜状凝结：如果凝结液体能很好地润湿壁面，它就在壁面上铺展成膜，这种凝结方式称为膜状凝结。膜状凝结时，壁面总是被一层液膜覆盖着....

图1.3纯蒸汽膜状凝结示意图图

内蒙古科技大学硕士学位论文3通常是膜状凝结[4-10]。凝结的方式与液相所处的流场将会影响到管内凝结的流型[11-13]。图1.2纯蒸汽膜状凝结示意图（1）膜状凝结：如果凝结液体能很好地润湿壁面，它就在壁面上铺展成膜，这种凝结方式称为膜状凝结。膜状凝结时，壁面总是被一层液膜覆盖着....

图1.5含不凝性气体凝结示意图

内蒙古科技大学硕士学位论文5图1.5含不凝性气体凝结示意图当不凝气体大量泄露到冷凝器中时，随着气汽扩散层的形成，蒸汽和冷凝壁面间的传质热阻随着气液界面不凝气体浓度的增加而增加，这将极大恶化冷凝器的传热效果[25]。研究发现，尽管在强迫对流凝结时，汽侧传热系数对不凝气体不是特别敏感....

本文编号：3979442