炉顶平焰炉供热负荷变化对流场的影响

１引言平焰燃烧器自六十年代问世以来,已广泛使用在各种加热炉上。它具有较多的优点,诸如温度场均匀,压力场均匀,可显著降低炉膛高度等。但平焰燃烧器的供热负荷与加热炉的炉型参数的匹配关系,仍是许多设计人员感到棘手的问题之一［１］,有必要从理论上对其进行研究...     

圆柱面上再附边界层流动的级数分析

按普朗特边界展理论,将圆柱面上再附边界层流动表示成级数的形式,并根据实验所测圆柱表面上的压强分布导出再附边界层外边界上的流速分布,取有限项级数解的形式解出了圆柱表面上再附边界层内的流速分布及流动再分离点。     

窄通道过冷沸腾汽化核心密度及汽泡脱离频率的影响因素

本文以水为工质,研究了工况参数对竖直矩形窄缝流道内上升过冷流动沸腾的汽化核心密度和汽泡脱离频率的影响。研究发现,流道间隙越小则汽化核心密度越大,汽化核心密度和最小成核半径存在定量关系;热流密度增大、过冷度降低或压力升高都使汽泡脱离频率增大,热流密度增大时,压力对汽泡脱离频率的影响增大。     

基于汽泡附壁接触直径的窄流道汽泡脱离预测模型

汽泡脱离是沸腾系统中非常重要的现象,对沸腾流动和传热都有重要的影响。汽泡脱离过程是非常复杂的,受到系统工况参数以及物性参数的综合影响;但汽泡在生长过程中的受力状况是决定汽泡发生脱离的根本因素。对于窄流道内的汽泡,由于受到流道壁面的限制,汽泡与加热壁面间将存在较大的接触面。本文基于汽泡生长过程中的附壁接触直径,详细分析作用在汽泡上的各个受力,并建立各个受力的计算关系式,从而得到汽泡脱离的预测模型。模型采用本研究小组在竖直窄流道内得到的实验数据进行了验证,预测结果与实验研究吻合很好。     

窄流道内过冷流动沸腾汽泡生长的数值研究

本文提出了界面质点标记法与局部网格加密法相结合的方法来模拟界面移动,并对窄缝流道内流动沸腾时加热面上汽泡的生长进行了数值模拟验证,模拟结果与试验结果吻合较好,误差在±8.6％以内。该模拟方法可以较准确地对有相变的界面移动问题进行数值模拟。     

垂直矩形窄缝流道内的过冷流动沸腾换热

本文研究了有压模化介质在垂直矩形窄缝流道内的过冷流动沸腾换热，考察了质量流速、断面平均过冷度和饱和压力对沸腾换热系数的影响，与Ｇｕｎｇｏｒ关系式进行比较，流道的换热强化因于在１３～２１之间．     

竖直矩形窄缝内流动沸腾压降实验与模型研究

本文实验研究了水在间隙为2.1、2.2、3.6 mm的垂直矩形窄通道内流动沸腾压降,包括入口过冷的情况,得到了在不同操作条件下压降随热流密度的变化曲线,同时分析了曲线变化的原因.实验结果发现:在实验参数范围内,流动沸腾的压降随着质量流速、热流密度和入口干度增加而增大;随着窄缝间隙的增大而减小.窄通道内的压降计算与大通道有显著不同,本文针对窄通道的特点,修正了传统的压降计算模型,模型预测值与实验结果比较,误差在±15.4%之内.     

格子Boltzmann方法在相变过程中的应用

提出了一种新的描述气液相变过程的单组分格子Boltzmann模型,利用该模型模拟水以及氨分别在R-K,RKS和P-R状态方程控制下的相变过程,发现相对于R-K和RKS状态方程,水以及氨在P-R状态方程控制下模拟结果均与实验值更接近;特别地,P-R状态方程更适合描述氨.为验证该模型处理两相问题的能力,利用该模型模拟不同温度下水以及氨在P-R状态方程控制下的界面密度梯度,所得的结果与经典的界面理论相符.为此,进一步探讨了气泡(液滴)与周围液体(气体)处于力平衡和热平衡时,气泡(液滴)内外压力差在不同温度下与其半径之间的关系,所得的结果满足Laplace定律,并得到了不同温度下水以及氨的表面张力,发现均与实验值符合得很好,且与表面张力临界理论甚为相符.     

渐扩切向槽式低压旋流喷流场数值模拟

提出有渐扩切向槽式旋流雾化喷嘴的三维流动数学模型,并采用κ-ε/RNG模型,应用SIMPLE方法数值模拟了在切向槽不同渐扩角度θ时喷嘴内流场特性.结果表明:渐扩切向槽偏转角θ对其流场特性影响较大,偏转角θ为负值时,喷嘴出口处回流较大,θ为较大的正值,喷嘴内流体流动越易形成实心的锥体,但其能量损失增加较大,当偏转角θ=5.8°可实现喷嘴出口处无回流,且流动损失较小,雾化角也比较大.     

垂直窄缝流道内过冷沸腾时的汽泡行为

通过高速摄像可视化研究发现,在p=1.3～2MPa时,F-12质初始汽泡在壁面以小于0.1m/s的低速滑动中生长。热流密度和断面平均过冷度等参数对初始汽泡影响较大,热流密度越高,沸腾越早发生;小汽泡(d=0.01～0.07mm)运动速度在0.1～0.2 m/s左右,而较大(d=0.1～0.3 mm)汽泡的运动速度在0.25～0.7m/s左右。较大汽泡聚合小汽泡的过程是汽泡从小汽泡生长为大汽泡乃至于汽层的主要形式。