噴淋冷卻是一種高效的冷卻方式,廣泛存在于石油化工、能源環(huán)境、航天工業(yè)等科學(xué)領(lǐng)域。在噴淋冷卻過(guò)程中常伴隨著液滴撞擊豎直壁面現(xiàn)象,液滴在撞擊豎直壁面過(guò)程中,其自由表面在不斷變化,且由于溫度較高,常存在相變及氣液兩相流流動(dòng)過(guò)程,使得液滴撞擊豎直壁面問(wèn)題的研究處理起來(lái)較為困難。本文采用數(shù)值方法對(duì)液滴撞擊豎直壁面的流動(dòng)及傳熱過(guò)程進(jìn)行了研究,并分析了各參數(shù)對(duì)液滴撞擊豎直壁面過(guò)程的影響,具體的研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)建立了液滴撞擊豎直壁面的二維幾何模型,選取VOF模型進(jìn)行氣液相界面的捕捉、CSF模型進(jìn)行表面張力的計(jì)算、幾何重構(gòu)技術(shù)進(jìn)行界面的重構(gòu),并用FLUENT軟件進(jìn)行數(shù)值模擬,將模擬的結(jié)果與前人的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了模型的可靠性。(2)模擬液滴撞擊豎直壁面的過(guò)程,并對(duì)撞擊時(shí)液滴進(jìn)行流動(dòng)和傳熱分析。通過(guò)研究可得液滴在撞擊壁面后向上、下鋪展時(shí),上三相接觸點(diǎn)的速度逐漸減小至零,下三相接觸點(diǎn)速度始終最大,擾動(dòng)劇烈,熱流密度最大;壁面的平均熱流密度先增加后趨于穩(wěn)定。(3)分析了各參數(shù)對(duì)液滴撞擊豎直壁面流動(dòng)和傳熱的影響,結(jié)果表明:a)液滴的初始速度越大,向上、下鋪展的距離越大,鋪展的越快,換熱量越大,完...

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)表
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景與意義
    1.2 液滴撞擊壁面的研究進(jìn)展
        1.2.1 理論研究
        1.2.2 實(shí)驗(yàn)研究
        1.2.3 數(shù)值模擬
    1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 液滴撞擊豎直壁面的數(shù)值模擬方法
    2.1 模型建立
        2.1.1 幾何模型
        2.1.2 網(wǎng)格劃分
    2.2 氣液相界面追蹤
    2.3 VOF模型
        2.3.1 控制方程
        2.3.2 氣液相界面的重構(gòu)
        2.3.3 表面張力和壁面粘附力
    2.4 離散化
        2.4.1 區(qū)域離散化
        2.4.2 方程的離散化
    2.5 參數(shù)設(shè)置
        2.5.1 材料物性
        2.5.2 質(zhì)量傳遞
        2.5.3 邊界條件
    2.6 計(jì)算域的初始化
    2.7 收斂性與穩(wěn)定性
    2.8 本章小結(jié)
第3章 液滴撞擊豎直壁面的流動(dòng)分析
    3.1 數(shù)值方法的驗(yàn)證
    3.2 液滴的流動(dòng)分析
        3.2.1 相圖分析
        3.2.2 速度場(chǎng)分析
    3.3 參數(shù)對(duì)液滴鋪展的影響
        3.3.1 初始速度
        3.3.2 撞擊角
        3.3.3 液滴直徑
        3.3.4 接觸角
        3.3.5 表面張力系數(shù)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 液滴撞擊豎直壁面的傳熱分析
    4.1 傳熱特性分析
    4.2 參數(shù)對(duì)傳熱的影響
        4.2.1 初始速度
        4.2.2 壁面溫度
        4.2.3 撞擊角
        4.2.4 液滴直徑
    4.3 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 本文小結(jié)
    5.2 未來(lái)展望
參考文獻(xiàn)
致謝
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表



本文編號(hào)：3751030