發(fā)布時(shí)間：2025-04-22 22:07

　　 建立了豎直壁面降膜流動(dòng)的二維幾何模型,運(yùn)用VOF方法對(duì)雷諾數(shù)200～1 000的降膜的波動(dòng)特性進(jìn)行了數(shù)值模擬。研究了液膜的波動(dòng)特征、液膜流動(dòng)方向的速度變化以及液體雷諾數(shù)對(duì)液膜波動(dòng)的影響規(guī)律。結(jié)果表明:根據(jù)液膜的形態(tài)可以將流動(dòng)區(qū)域分為入口區(qū)、發(fā)展區(qū)和穩(wěn)定區(qū)三部分。入口區(qū)的液膜相對(duì)比較平滑,發(fā)展區(qū)的液膜表現(xiàn)為頻率較高的小幅波動(dòng),穩(wěn)定區(qū)的液膜波動(dòng)幅度增加而頻率減小;入口區(qū)的最大流速大于初始流速,發(fā)展區(qū)的最大流速在初始流速上下波動(dòng),而穩(wěn)定區(qū)流速小于初始流速;隨著液體雷諾數(shù)的增加,液膜厚度增加而波幅降低。

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【部分圖文】：

圖1 二維幾何模型

Ho和Hummel[10]運(yùn)用光變示蹤粒子技術(shù)測(cè)量了垂直玻璃管內(nèi)液膜的速度分布,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在垂直流動(dòng)方向上的距離達(dá)到500δ時(shí)液膜即可發(fā)展穩(wěn)定。為滿足降液膜的穩(wěn)定性要求,本文計(jì)算選用了圖1所示的二維幾何模型,豎直方向長(zhǎng)度H=0.50m,寬W=4.60mm,液膜入口寬度w=0.5....

圖2 網(wǎng)格模型局部放大

采用ANSYSICEM對(duì)幾何模型進(jìn)行了網(wǎng)格劃分,網(wǎng)格模型全部采用四邊形結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,為了保證近壁面處的計(jì)算精度以及氣液界面的精確捕捉,對(duì)近壁面和氣液界面處進(jìn)行了網(wǎng)格加密處理(如圖2所示)。液體入口采用速度入口邊界條件,氣體入口和壁面采用無滑移壁面邊界條件,其他均采用壓力出口邊界條....

圖3 幾何重構(gòu)法

?φ?t+??xj(φuj)=0(4)利用體積分?jǐn)?shù)的定義,可得出控制單元內(nèi)流體的密度和黏度:

圖4 網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證

在數(shù)值模擬中,網(wǎng)格數(shù)目達(dá)到一定值才能得到精確度較高的結(jié)果,但網(wǎng)格數(shù)目太大則會(huì)占用過多的計(jì)算資源、耗費(fèi)較多的計(jì)算成本,所以有必要對(duì)所采用的物理模型進(jìn)行網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證。針對(duì)0.50m×4.60mm的豎直通道,選取網(wǎng)格數(shù)量分別為1×44、4×104、7×104、10×104和20×....

本文編號(hào)：4040783