摇摆运动下低流率蒸汽冷凝换热特性和气泡受力数值模拟

作     者：罗正航 李敬宇 陈伟雄 种道彤 严俊杰 LUO Zhenghang;LI Jingyu;CHEN Weixiong;CHONG Daotong;YAN Junjie

作者机构：西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2024年第75卷第8期

页      面：2800-2811页

核心收录：

学科分类：080701[工学-工程热物理] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51876166 U2241257) 

主　　题：蒸汽直接接触冷凝 气泡受力 气液两相流 计算流体力学 传递过程 摇摆运动 

摘      要：蒸汽直接接触冷凝具有高效的传热传质性能,广泛应用于核能安全等领域。低质量流率蒸汽直接接触冷凝具有低频压力振荡,易引发设备共振。相比陆地稳定工况,海洋条件下摇摆运动可能加剧气液界面振荡,进一步影响设备的安全运行。为此,通过数值模拟对摇摆条件下低流率蒸汽凝结过程进行研究,分析了摇摆条件下压力、换热特性和气泡受力的变化规律,结果表明压力和传热系数剧烈波动主要集中于气泡颈缩和脱离阶段,此时气泡受力也达到最大值,气泡主要受惯性力和凝结力作用。此外,对比静止工况和摇摆工况,发现摇摆条件下由气泡速度变化导致的惯性力部分增大,摇摆运动带来的附加摇摆速度强化了气液界面的换热性能,平均传热系数远高于静止工况。