文档介绍：
斗
·
第卷第期工程热物理学报
,
, ,
月
!
年
临界热流密度后传热区二维计算模型
杨燕华徐济鉴
上海交通大学
、一
占
一前南
反环状流和弥散流是临界热流密度后膜态沸腾传热区的二种主要形式它们分别发
生在低含汽率和高含汽率的条件下
反环状流由过冷的液芯和高温壁面处的过热汽膜所
、
组成主要换热是壁面与蒸汽蒸汽与液芯表面的换热和壁面与液芯的热辐射蒸发发
生在液芯表面可视化试验表明, 界面有较大的波动, 交界面的换热系数很难确定气膜
,
膜厚变化有两个阶段, 初始阶段液芯表面温度尚未达到饱和, 无蒸发因此膜厚不变经
、
过一段长度后, 液芯表面温度达到饱和, 产生蒸发, 膜厚逐渐开始增加
汽膜的厚度两相
、
的速度差都会影响各相间的换热量
弥散流主要传热模式是蒸汽与壁面蒸汽与液滴的
、
对流换热壁面与液滴热辐射计算结果表明, 总的热辐射量不大液滴为饱和温度, 其
大小和分布将影响相之间的传热量与蒸发量, 液滴的大小主要由
点上游的环状流
参数所决定
、
由于膜态沸腾各传热区的传热结构流动结构很复杂, 例如汽液两相处于热力不平衡
、、
状态
液滴的大小分布、汽膜的厚度汽液交界面的传热都很复杂, 采用二维计算模型从
、
流动的基本守恒方程出发, 可考虑相分布及相之间的相互作用, 求解二维空间的速度温
度及相分布, 适用范围广, 经验量少, 若经验式适当, 则计算精确
目前大多数两维膜态
沸腾计算模型是研究弥散流的
反环状流二维模型较少
作者充分调研了现有的几种模
型,
幻, 近年来通过可视化实验具体分析了膜态沸腾流场的结构和传热结构, 综合低压下
弥散流液滴分布的实验数据和反环流的膜厚实验数据, 导出相应的经验式, 以基本守恒方
程为基础发展了二维计算模型, 编制了计算程序
, 可同时用于分析弥散流和
反环状流传热
数值计算结果与实验相当符合, 本文主要介绍本模型的处理方法
二维计
算模型的主要改进有
考虑液滴和蒸汽的物性影响, 两相的相对滑移等
力求全面反映
,
整个弥散流流动和传热情况提高模型的近似性本模型包括两大部份
二维蒸汽质
、、、
量、动量能量守恒方程
一维液滴运动传质传热方程反环状流采用
的两阶
段观点, 建立二维二流体场方程, 考虑相速度和物性的影响, 用作者的可视化初始膜厚关
系式估计膜厚初始值, 引人坐标变换, 使计算格式通用化
二、二维分析模型
基本假设
、
稳定轴对称流动, 壁面均匀加热
弥散流
液滴为圆球, 为饱和状态, 整个截
本文曾于
年
月在镇江召开的中国工程热物理学会多相热物理学术会议上宣读
华等
界密区
期杨燕临热流度后传热二维计算模型
、
面的液滴直径相同, 液滴数密度均匀分布
忽略蒸汽与壁面蒸汽与液滴之间的热辐射
反环状流
两相互不夹带, 液芯为圆柱体
分成两个阶段
当液芯表面未达到饱和温
度时为第一阶段, 此阶段没有蒸发
当液芯表面温度达到饱和