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附加惯性力作用下竖直矩形流道内过冷流动沸腾的数值模拟
  • ISSN号:0438-1157
  • 期刊名称:《化工学报》
  • 时间:0
  • 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]低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室(重庆大学),重庆400044, [2]中国核动力研究设计院反应堆工程所,四川成都610041
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(50406012); 中国核动力研究设计院空泡物理和自然循环重点实验室资助项目
中文摘要:

摇摆条件下附加惯性力的作用会对两相流动的压降及汽泡受力产生影响。考虑相变能量和质量输运,采用流体体积(VOF)多相流模型对附加惯性力条件下竖直矩形流道内过冷流动沸腾进行了数值模拟。汽液界面位置通过分段线性插值(PLIC)的方法获得。模拟结果获得了孤立汽泡周围压力、速度、温度分布以及二次流动现象,分析了汽泡聚合过程汽泡形态及内部速度矢量的演变过程,模拟结果与文献中结论吻合良好。附加惯性力作用使得流动压降比静止条件下要大,过冷流动沸腾压降由于汽相产生会在单相流动的基础上产生波动,且热通量越大,压降波动幅度越大。摇摆产生的附加惯性力相对汽泡所受的其他力而言可以忽略不计,而摇摆导致的流量波动会改变汽泡受力大小,进而影响沸腾换热。

英文摘要:

The additional inertial forces caused by rolling conditions would affect the two-phase flow pressure drop and the forces acting on the bubbles.Numerical simulation of subcooled flow boiling in a vertical rectangular channel under the effect of additional inertial forces has been carried out considering the energy and mass transfer during phase change.The two-phase flow model of volume-of-fluid(VOF) was adopted.The liquid-vapor interface was captured using the piecewise linearity interpolation calculation(PLIC) geometry restructuring method.The pressure,velocity,temperature distribution around an isolated bubble,the secondary flow phenomenon caused by evaporation and condensation,and the evolution of velocity vector during bubble coalescence were obtained,which agree well with the results in literature.Compared with motion less conditions,the pressure drop was enlarged by the effect of additional inertial forces.In subcooled flow boiling,the pressure drop fluctuates because of the vapor generation.The fluctuation becomes more severe while heat flux increases.Compared with the effects of other forces acting on bubbles,the effect of additional inertial forces can be neglected.However,the fluctuation of flow rate caused by rolling would change the shear lift force,drag force and hydrodynamic pressure force significantly and influence the heat transfer in boiling flow.

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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