液滴撞擊液膜是日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中普遍存在的一種物理現(xiàn)象。液滴撞擊對液膜有顯著的擾動作用,液膜擾動對換熱面的流動換熱有重要影響,因此,深入研究液滴撞擊壁面現(xiàn)象對剖析薄液膜的傳熱特性及其工程應(yīng)用不僅具有一定的學(xué)術(shù)意義,也可為工程應(yīng)用提供參考依據(jù)。本文建立了液滴撞擊換熱壁面的VOF物理模型,采用PISO算法對VOF物理模型進行求解,根據(jù)液滴大小、撞擊位置、撞擊速度、撞擊頻率等因素認識液滴撞擊所產(chǎn)生的水花現(xiàn)象,以及流體動力學(xué)特征和傳熱特性。具體結(jié)論如下:針對液滴撞擊水平換熱壁面,確定3種不同的液滴直徑、2種不同的下落撞擊速度、2種不同的液滴水平間距和2種不同的液滴垂直間距。計算結(jié)果表明,液滴撞擊液膜后產(chǎn)生水花現(xiàn)象的機理主要由液滴的沖擊力、液滴重力、慣性力和壓力梯度協(xié)同引起的,液滴沖擊動量越大,水花高度和水花直徑越大。液滴撞擊速度從1m/s提高到2m/s,整個傳熱表面的平均換熱系數(shù)提高了40.88%。如果液滴直徑從1mm分別增大到2mm和3mm,整個傳熱表面的平均換熱系數(shù)則分別提高了19.35%和32.43%。當多個液滴相鄰水平間距超過水花直徑時,整個傳熱表面的平均換熱系數(shù)相差了22.61%。如...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究進展
        1.2.2 國內(nèi)研究進展
    1.3 本課題研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
    1.4 本章小結(jié)
第2章 液滴撞擊換熱壁面液膜理論基礎(chǔ)及數(shù)值模擬方法
    2.1 數(shù)值模擬簡介
    2.2 控制方程的建立
        2.2.1 質(zhì)量守恒方程
        2.2.2 動量守恒方程
        2.2.3 能量守恒方程
    2.3 計算模型的選擇
        2.3.1 VOF模型
        2.3.2 歐拉模型
        2.3.3 混合模型
    2.4 物理模型描述
        2.4.1 液滴撞擊水平換熱壁面液膜
        2.4.2 液滴撞擊圓管換熱壁面液膜
    2.5 數(shù)值模擬中相關(guān)問題的處理
        2.5.1 幾何模型及邊界條件
        2.5.2 網(wǎng)格質(zhì)量及無關(guān)性驗證
        2.5.3 材料屬性設(shè)置
        2.5.4 算法的選擇
        2.5.5 流體計算域初始化
        2.5.6 每幀Data保存設(shè)置
        2.5.7 時間步長設(shè)置
    2.6 本章小結(jié)
第3章 單個液滴撞擊水平換熱壁面液膜數(shù)值模擬結(jié)果與分析
    3.1 數(shù)值模擬工況條件
    3.2 液滴撞擊液膜后流動特征影響分析
    3.3 液滴撞擊液膜后傳熱特性影響分析
    3.4 液滴撞擊液膜后速度場變化分析
    3.5 液滴撞擊液膜后壓力場變化分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 多個液滴撞擊水平換熱壁面液膜數(shù)值模擬結(jié)果與分析
    4.1 數(shù)值模擬工況條件
    4.2 液滴間距對撞擊液膜后流動特征影響分析
    4.3 液滴間距對撞擊液膜后傳熱特性影響分析
    4.4 撞擊頻率對液滴撞擊液膜后流動特征影響分析
    4.5 撞擊頻率對液滴撞擊液膜后傳熱特性影響分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 液滴撞擊圓管換熱壁面液膜數(shù)值模擬結(jié)果與分析
    5.1 數(shù)值模擬工況條件
    5.2 液滴撞擊液膜后流動特征影響分析
    5.3 液滴撞擊液膜后傳熱特性影響分析
    5.4 液滴撞擊液膜后速度場變化分析
    5.5 液滴撞擊液膜后壓力場變化分析
    5.6 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況



本文編號：4046807