宽高比对矩形微通道内流动凝结的影响

作     者：吴春旭 李俊明 WU Chun-xu;LI Jun-ming

作者机构：清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084 

出 版 物：《高校化学工程学报》 (Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities)

年 卷 期：2018年第32卷第6期

页      面：1264-1273页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(51576106) 科技部国家重点研发计划政府间国际科技创新合作重点专项(2016YFE0133300) 国家自然科学基金创新研究群体项目(51621062) 牛顿基金-中英校企合作项目(UK-CIAPP\415) 

主　　题：凝结 微通道 Gregorig效应 宽高比 喷射流 

摘      要：基于VOF模型,建立了模拟矩形微通道内流动凝结的三维瞬态数值模型,速度进口采用分相流模型,并考虑速度与液膜厚度的进口段效应。通过对比参考文献流型图,验证了该数值模型。对R32在宽高比分别为2:3、1:1和3:2的三种矩形微通道内流动凝结进行了数值模拟,环状流、喷射流、泡状流和收缩泡状流沿着计算域依次出现。通过分析通道截面气液相分布与壁面热流密度分布规律可知:当矩形宽高比偏离1:1,通道截面液膜分布不均匀性增加,Gregorig效应增强,进而强化换热。换热强化使得环状流尾部气芯的Wev和Cav减小,导致喷射流更靠近入口,伴随更低的气弹脱离频率。计算结果表明:矩形宽高比显著影响流动凝结过程,与方形通道相比,严格矩形通道更有利于换热与抑制气液界面波动。