二元工質(zhì)薄液膜區(qū)流動(dòng)與傳熱特性數(shù)值研究.pdf

1、相變現(xiàn)象中界面蒸發(fā)薄液膜區(qū)傳熱廣泛存在，其具有極高的蒸發(fā)傳熱特性。與彎月面區(qū)的耦合傳熱研究有助于了解其傳熱特性，提高相變傳熱設(shè)備性能。目前，蒸發(fā)薄液膜區(qū)的蒸發(fā)機(jī)理尚不明確，少量相關(guān)研究也局限于單一工質(zhì)，很少考慮二元工質(zhì)、尺寸及不可凝氣體等因素的影響。
　　本文基于擴(kuò)展的Young-Laplace方程和動(dòng)力學(xué)理論，建立了蒸發(fā)薄液膜區(qū)和宏觀(guān)彎液面區(qū)的耦合傳熱模型，利用FLUENT軟件和用戶(hù)自定義函數(shù)(UDF)對(duì)耦合模型進(jìn)行模擬求解。分

2、別研究了封閉微腔、開(kāi)放（封閉）環(huán)境中液滴及微通道中二元工質(zhì)（5wt％正丁醇水溶液）和純水界面蒸發(fā)傳熱傳質(zhì)過(guò)程，比較了不同初始溫度下溶液蒸發(fā)的溫度場(chǎng)、流場(chǎng)和界面蒸發(fā)的異同。同時(shí)，研究了封閉環(huán)境中不可凝氣體對(duì)界面?zhèn)鳠醾髻|(zhì)的作用，進(jìn)一步分析了工質(zhì)物性、結(jié)構(gòu)尺寸和潤(rùn)濕性等對(duì)蒸發(fā)薄液膜區(qū)傳熱的影響。主要結(jié)論如下:
　　(1)在較高溫度范圍內(nèi)，5wt％正丁醇水溶液由于具有特殊的表面張力特性，有利于工質(zhì)冷凝液回流，可加強(qiáng)對(duì)流傳熱。相對(duì)于純水蒸發(fā)

3、，5wt％正丁醇水溶液蒸發(fā)時(shí)具有更長(zhǎng)的蒸發(fā)薄液膜區(qū)長(zhǎng)度以及更強(qiáng)的界面?zhèn)鳠?
　　(2)高溫環(huán)境下氣液界面蒸發(fā)薄液膜區(qū)傳熱比例低于低溫環(huán)境下蒸發(fā)薄液膜區(qū)換熱比例;
　　(3)封閉環(huán)境中不可凝氣體的存在將抑制氣液界面換熱，降低蒸發(fā)薄液膜區(qū)換熱比例;
　　(4)隨著模型尺寸的減小，5wt％正丁醇水溶液氣液界面總傳熱降低，蒸發(fā)薄液膜區(qū)傳熱占總傳熱的比例增加;
　　(5)潤(rùn)濕性越好，即固液接觸角越小，蒸發(fā)薄液膜區(qū)換熱加強(qiáng)，