液滴撞壁現(xiàn)象廣泛存在于生活和工業(yè)生產(chǎn)中,許多工程應(yīng)用依靠液滴撞壁來發(fā)揮作用,液滴撞壁后的動(dòng)力學(xué)和換熱特性會(huì)影響工程應(yīng)用的效果。對(duì)液滴撞壁的換熱與鋪展特性進(jìn)行研究,不僅能夠完善自由界面氣液兩相流和換熱理論,而且對(duì)于相關(guān)的工程應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。本文從提高油氣分離器效率的角度出發(fā),以機(jī)油液滴為研究對(duì)象,將數(shù)值模擬作為主要研究方法,結(jié)合實(shí)驗(yàn)和理論分析,對(duì)液滴撞擊干壁面和液膜的換熱及鋪展特性進(jìn)行了研究。通過建立可靠的數(shù)值模型,結(jié)合理論分析方法,根據(jù)液滴粘度的區(qū)別,總結(jié)了兩種最大鋪展系數(shù)預(yù)測(cè)公式,能有效提高對(duì)不同液滴的預(yù)測(cè)精度。通過分析液滴撞壁過程的換熱量與撞壁后液滴的溫度分布,發(fā)現(xiàn)在不考慮相變發(fā)生的前提下,液滴撞壁過程的換熱量主要與液滴的內(nèi)能發(fā)生互相轉(zhuǎn)化,液滴換熱特性對(duì)鋪展特性的影響實(shí)質(zhì)上是換熱后液滴溫度分布的差異,造成物性參數(shù)發(fā)生變化從而影響鋪展。本文通過改變壁面溫度和液滴溫度來研究液滴撞擊干壁面時(shí)的鋪展換熱特性,發(fā)現(xiàn)溫度降低液滴的鋪展系數(shù)減小;壁面溫度對(duì)液滴鋪展形態(tài)影響較小,液滴溫度對(duì)液滴鋪展形態(tài)影響較大。采用控制變量方法對(duì)液滴的動(dòng)力粘度、表面張力系數(shù)、速度梯度和接觸角進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)對(duì)于機(jī)油...

【文章頁(yè)數(shù)】：94 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２液滴相態(tài)分布??國(guó)內(nèi)外學(xué)者們研宄液滴撞壁問題采用的數(shù)值模擬方法是隨著新計(jì)算思想的??

從兩種方法的分析可以看出，ＶＯＦ與Ｌｅｖｅｌ－ｓｅｔ兩種方法可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)??互補(bǔ)，解決ＶＯＦ方法相界面法向和曲率計(jì)算精度不夠以及Ｌｅｖｅｌ－ｓｅｔ方法流體質(zhì)??量不守恒的問題［４（）】。如圖１－２，在液滴初始狀態(tài)的相態(tài)分布模型中，根據(jù)Ｆ的數(shù)??值可以分為氣相、液相和混合相三塊區(qū)域....

圖２－２液滴當(dāng)量直徑計(jì)算??

液滴撞壁前的初始直徑Ａ）。分別測(cè)量液滴撞壁前一幀的水平直徑Ｄｈ和豎直直徑??認(rèn)，貝！１液滴初始直徑■〇〇＝?１／３［２Ｇ］，如圖２－２所示。??／?＼??；?：，??Ｄｖ??、、＇＇、■，，??圖２－２液滴當(dāng)量直徑計(jì)算??２．２數(shù)值模擬方法??２．２．１數(shù)值模型控制方程??液滴撞....

圖２－４計(jì)算區(qū)域?qū)ΨQ顯示??

鱗考蔡蒙ｓ讀??ＪｍＢＢｍＬ．??ｒ??圖２－３數(shù)值計(jì)算模型??－ｙ??＿ｉ?－＊？Ｊ；２．ｆ５．?Ｉ??ｆ｝，：：＾－二＾＾?副年，＾＾－（繁廠，??、＇‘：ｎ?二；，、＂Ｖ＿ｇｆｆｉ：〈??Ｉ?：；１?）?＿?、????＼?．．．．??：、、一??ｒ＂??圖２－４計(jì)算區(qū)域?qū)ΨQ....

圖２－３數(shù)值計(jì)算模型??

ｒ＂??圖２－４計(jì)算區(qū)域?qū)ΨQ顯示??液滴撞壁模擬涉及到氣液兩相，為了研宄液滴撞壁后的形態(tài)特征，需要對(duì)氣??液相分界面進(jìn)行精確的捕捉。第一章中己經(jīng)對(duì)目前界面捕捉的方法以及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)??行了分析，采用ＣＬＳＶＯＦ方法可以解決ＶＯＦ方法相界面法向和曲率計(jì)算精度不??夠以及Ｌｅｖｅｌ－ｓｅ....

本文編號(hào)：3919426