液滴碰撞是一個涉及多尺度、非線性問題的復雜流動過程,時刻存在于自然和人類生活中,如雨云降雨、打印機噴墨、發(fā)動機液體燃料霧化等。海水液滴在冷卻塔內(nèi)的碰撞行為,會改變霧化程度,影響冷空氣與高溫海水的接觸面積,在冷卻塔工作過程中,伴隨著液滴的碰撞行為及傳熱過程,對冷卻塔的冷卻性能產(chǎn)生影響。通過對海水冷卻系統(tǒng)中碰撞液滴的流動傳熱研究,為冷卻塔的設計提供重要的理論依據(jù)。本文基于VOF方法及動態(tài)網(wǎng)格自適應技術,利用Fluent軟件對海水液滴的流動傳熱過程進行了數(shù)值研究。首先通過正十四烷液滴在氮氣中的碰撞過程模擬結果與實驗比較,驗證了數(shù)值模型與計算方法的可靠性。其次通過對等尺寸海水液滴的對心和偏心碰撞過程以及非等尺寸海水液滴對心碰撞過程數(shù)值模擬,得到了多種結果類型,對碰撞過程進行了機理性分析,獲得了液滴碰撞結果類型區(qū)域,分析了碰撞過程中各能量的變化情況。最后研究了不同溫度海水液滴的碰撞過程,總結了海水液滴的傳熱規(guī)律。本文研究工作如下:（1）通過對等尺寸海水液滴碰撞過程數(shù)值模擬,計算參數(shù)為D₀=100μm,We:10～150,Re:287.48～1113.40,x=0～0.55,... 

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
符號說明
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 液滴碰撞理論研究
        1.2.2 液滴碰撞實驗研究進展
        1.2.3 液滴碰撞數(shù)值模擬研究進展
    1.3 本文研究內(nèi)容
第二章 計算模型與控制方程
    2.1 界面追蹤VOF方法和控制方程
    2.2 表面張力模型
    2.3 動態(tài)網(wǎng)格自適應
    2.4 邊界類型與初始化設置
    2.5 正十四烷液滴碰撞過程數(shù)值模擬及驗證
        2.5.1 正十四烷液滴及氣相物性參數(shù)
        2.5.2 等尺寸液滴對心碰撞過程數(shù)值模擬及驗證
        2.5.3 等尺寸液滴偏心碰撞過程數(shù)值模擬及驗證
        2.5.4 非等尺寸液滴對心碰撞過程數(shù)值模擬及驗證
    2.6 本章小結
第三章 等尺寸海水液滴碰撞過程數(shù)值模擬
    3.1 海水液滴物性參數(shù)
        3.1.1 鹽度
        3.1.2 密度
        3.1.3 粘性系數(shù)
        3.1.4 導熱系數(shù)
        3.1.5 表面張力系數(shù)
    3.2 海水液滴對心碰撞過程數(shù)值模擬
        3.2.1 聚合
        3.2.2 自反分離
    3.3 海水液滴偏心碰撞過程數(shù)值模擬
        3.3.1 碰撞參數(shù)x=0.15液滴碰撞結果分析
        3.3.2 碰撞參數(shù)x=0.35液滴碰撞結果分析
        3.3.3 碰撞參數(shù)x=0.55液滴碰撞結果分析
    3.4 海水液滴碰撞結果區(qū)域
    3.5 本章小結
第四章 非等尺寸海水液滴碰撞過程數(shù)值模擬
    4.1 物性及參數(shù)設置
    4.2 液滴尺寸比為1.5的液滴碰撞過程數(shù)值模擬
    4.3 液滴尺寸比為2的液滴碰撞過程數(shù)值模擬
    4.4 液滴尺寸比對碰撞過程的影響
    4.5 本章小結
第五章 海水溫度對液滴碰撞過程影響規(guī)律分析
    5.1 相同溫度液滴碰撞過程模擬
        5.1.1 溫度為320K的液滴碰撞過程研究
        5.1.2 溫度為340K的液滴碰撞過程研究
    5.2 不同溫度液滴碰撞過程分析
    5.3 本章小結
第六章 總結與工作展望
    6.1 全文總結
    6.2 工作展望
參考文獻
在讀期間公開發(fā)表的論文
致謝
附件


【參考文獻】：
期刊論文
[1]磁場對雙液滴運動及加速聚結的影響分析[J]. 白莉,趙婷婷,宋存德.  應用力學學報. 2018(06)
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[3]氮液滴在氣流中的破碎和碰撞模擬[J]. 廖達雄,張海洋,阮一逍,薛絨,劉秀芳,侯予.  哈爾濱工業(yè)大學學報. 2018(07)
[4]撞擊流內(nèi)液滴碰撞后續(xù)發(fā)展行為[J]. 杜敏,黃彬,盧麒丞,龔俊,羅明,王助良.  化工學報. 2018(05)
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[7]氣體介質(zhì)中雙元液滴的碰撞動力學[J]. 何成明,張鵬.  中國科學:物理學 力學 天文學. 2017(07)
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博士論文
[1]液滴碰撞及其融合過程的數(shù)值模擬研究[D]. 劉棟.清華大學 2013
[2]無填料冷卻塔的理論與實驗研究[D]. 齊曉霓.上海交通大學 2008

碩士論文
[1]海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)中的液滴碰撞過程研究[D]. 梁偉.山東理工大學 2018



本文編號：3689790