多排平直翅片管换热器表面气液降膜流动特性的三维数值模拟

• 作者: 张毅 张冠敏 刘磊 梁凯 屈晓航 田茂诚
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 降膜流动 气液两相流 VOF模型 界面力 翅片管换热器 数值模拟
• 年，卷（期）: 2022,（S1）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 278-294
• 页数: 16页
• 分类号: TK124
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20200880

摘要

基于VOF模型建立了考虑重力、表面张力及界面摩擦力源项的多排平直翅片管换热器表面气液两相降膜流动三维瞬态CFD模型。不同气流速度下液膜厚度模拟结果与文献中试验值吻合较好，最大偏差小于5%，表明所建立CFD模型是可靠的。通过研究壁面接触角为30°时不同气液Reynolds数下液膜流动特性，结果表明：翅片管表面满膜流的临界Reynolds数Rel为239，临界喷淋密度为0.06kg/(m·s)；在239≤Rel≤995内，其平均液膜厚度较Nusselt理论解高16.8%～35.1%；气液逆流和顺流时气相Reynolds数Reg应分别小于2190.7和3286.0，其主要原因在于过高的Reg会导致气液界面摩擦力快速增大，从而引发液膜破裂和液滴脱落等现象恶化设备性能。总之，气液顺流更有利于在较高气相Reynolds数下实现翅片管表面的较薄满膜流动。