一种制取流体冰新方法的数值模拟研究

作     者：周英贵 

作者单位：东南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：袁竹林

授予年度：2005年

学科分类：080705[工学-制冷及低温工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：流体冰 相变 多相流 颗粒碰撞 数值模拟 温度场 

摘      要：本文采用数值模拟方法,对一种新型制取流体冰的方法进行了模拟研究,对其中一些关键问题进行了探讨,取得了相应的研究结果和结论。 该新型制取流体冰方法的机理是通过一个特殊设计的雾化装置,把低温油介质均匀的导入一个直立的制冰通道,而把水雾化成细小水滴喷入制冰通道中的油介质环境中,水滴在油介质中被冷却直至结成冰颗粒,水滴在介质油中产生相变,所以在这个过程中水和油的流动是水滴,冰颗粒和油介质的多相流动。 本文根据工艺的特性和要求,查阅相关文献和资料,找出了较为合适的两种油类介质:变压器油和缝纫机油,并做与水的相溶性对比试验。 根据新型的制取流体冰方式,本文采用欧拉-拉格朗日数值模拟的方法对对油水多相流动混和物中的连续介质油和离散相水滴分别建立适时动态分布参数模型和离散颗粒轨道模型,对单个颗粒采用空间离散和时间离散的方法对水滴颗粒的内部导热和水滴表面与外界油介质对流换热进行数值模拟计算,得到了粒径,相对速度,通道管径等因素对水滴结冰时间的影响规律,同时运用颗粒轨道模型跟踪到具体的颗粒,模拟计算了喷入制冰通道中的水滴之间的碰撞特性和规律,通道进出口处的水滴的粒径分布状况,并相应的得到了介质油的速度场,温度场和水滴在油介质中的速度场,温度场。