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重力对垂直相分离冷凝管内流型调控的影响
  • ISSN号:0438-1157
  • 期刊名称:化工学报
  • 时间:2013.9.15
  • 页码:3189-3197
  • 分类:TK124[动力工程及工程热物理—工程热物理;动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室,北京102206, [2]华北电力大学低品位能源多相流与传热北京市重点实验室,北京102206
  • 相关基金:国家自然科学基金青年项目(51106049);国家自然科学基金国际合作项目(51210011); 国家重点基础研究发展计划项目(2011CB710703); 北京市自然科学基金项目(3112022); 河北省自然科学基金项目(E2011502057)~~
  • 相关项目:高效稳定的流动与传热压力修正算法的构建及推广
中文摘要:

随着重力的降低,冷凝换热性能急剧恶化,特别在微重力条件下,流型与传热极不协同,所需的冷凝长度要比地面常规重力情况大一个数量级。基于非能动相分离概念的适用于不同重力条件的新型相分离冷凝管,促进了流型与传热的协同,极大强化了冷凝换热。在地面常规重力、小重力和微重力情况下,数值研究了新型冷凝管内垂直上升的空气-水两相流型的调控过程。通过研究得出:在三种不同重力条件下,均呈现"气在壁面,液在中心"的全新分布模式,特别是在微重力情况下,环隙区域内完全被气体占据,液体完全在核心区域内流动;重力越小,调控后液膜厚度减小幅度越大,特别在微重力条件下,减薄到1/32;重力越小,调控后薄液膜主导的冷凝换热量提高幅度越大,特别在微重力条件下,调控后提高到57.4倍,极大地强化了冷凝换热。总体来说,重力越小,流型调控过程越有利于强化冷凝换热。

英文摘要:

The condenser performance deteriorates sharply with the reduction of gravity.An order of magnitude increase in tube length is required to achieve complete condensation in a tube under microgravity as compared with a tube under normal gravity.The phase distribution and heat transfer are not coordinated under microgravity so that the heat transfer is deteriorated.The new phase separation condenser tube proposed using the passive phase separation concept to modulate flow patterns and enhance heat transfer is suitable for different gravities.This paper focuses on the numerical simulation of the air-water flow pattern modulation process in the vertical phase separation condenser tube under normal gravity,low gravity and microgravity.Three conclusions could be drawn.(1)The phase distributions of "gas near the tube wall and liquid in the tube core" are obtained under the three gravitational conditions.Under microgravity,the annular region is completely occupied by the gas and almost all liquid flows in the core region.(2)Smaller gravity makes the liquid film thickness much less by the flow pattern modulation.Under microgravity,the thickness is decreased to 1/32.(3)Smaller gravity enhances the condensation heat transfer dominated by the thin liquid film more greatly by the flow pattern modulation.Under microgravity,the condensation heat transfer is enhanced 57.4 times.In general,the flow pattern modulation is more helpful to enhance the condensation heat transfer at smaller gravity.

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期刊信息
  • 《化工学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化工学会 化学工业出版社
  • 主编:李静海
  • 地址:北京市东城区青年湖南街13号
  • 邮编:100011
  • 邮箱:hgxb126@126.com
  • 电话:010-64519485
  • 国际标准刊号:ISSN:0438-1157
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1946/TQ
  • 邮发代号:2-370
  • 获奖情况:
  • 中国科协优秀期刊二等奖,化工部科技进步二等奖,北京全优期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35185