【摘 要】
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过冷沸腾是指加热壁面附近局部的温度超过相应压力下的饱和温度,然而整体液体的平均温度低于相应压力下的饱和温度所发生的沸腾换热过程。过冷沸腾在很多工业过程中均有所涉
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过冷沸腾是指加热壁面附近局部的温度超过相应压力下的饱和温度,然而整体液体的平均温度低于相应压力下的饱和温度所发生的沸腾换热过程。过冷沸腾在很多工业过程中均有所涉及,如锅炉、核反应堆、冷凝器、Floating liquefied natural gas(FLNG)/Liquefied natural gas(LNG)和低温流体系统。在气液两相流动研究中,利用计算流体力学(CFD)既能够获得详细的流场信息,又可以节约成本,是一种经济适用的研究方法。本文结合欧拉双流体模型和Rensselaer Polytechnic Institute(RPI)壁面沸腾模型对高压管中过冷沸腾这一现象进行了三维非稳态研究,探索涡流发生器对换热管内过冷沸腾的影响。模拟了高压下光管内的过冷沸腾、层流条件下内置涡流发生器和湍流状态下内置涡流发生器的换热管内的过冷沸腾过程。研究结果表明内置涡流发生器的换热管在层流状态下其换热能力有明显的提升,在过冷沸腾时管内换热能力有一定提升,并且壁面附近的气泡由于扰流作用被大量卷入锥形片内,降低了壁面附近产生气膜的可能性,并延迟了过冷沸腾起始点的位置。
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