吸收器降膜和滴状吸收过程数值模拟分析

针对以溴化锂水溶液为工质的水平管吸收器,考虑润湿比、变膜厚和横向对流作用,建立了描述管表面的降膜流动和管间滴状吸收传热传质耦合过程的数学模型,采用涡量流函数法进行数学模型求解。根据数值计算结果,分析了溶液温度、浓度和吸收速率沿管排不同位置和水平管管间的变化,以及溶液喷淋密度和进口浓度对吸收器整体传热传质性能的影响。结果表明,提高喷淋密度可以改善吸收器传热性能,提高溶液进口浓度可改善传质性能,滴状吸收过程约占总吸收量的20%。与实验数据的对比说明建立的数学模型是合理的。     

吸收器降膜和滴状吸收过程数值模拟分析

针对以溴化锂水溶液为工质的水平管吸收器，考虑润湿比、变膜厚和横向对流作用，建立了描述管表面的降膜流动和管间滴状吸收传热传质耦合过程的数学模型，采用涡量一流函数法进行数学模型求解。根据数值计算结果，分析了溶液温度、浓度和吸收速率沿管排不同位置和水平管管问的变化，以及溶液喷淋密度和进口浓度对吸收器整体传热传质性能的影响。结果表明，提高喷淋密度可以改善吸收器传热性能，提高溶液进口浓度可改善传质性能，滴状吸收过程约占总吸收量的20％。与实验数据的对比说明建立的数学模型是合理的。     

水平管外液膜液滴作用下的蒸汽流动特性

为研究水平管外液体和气体相互作用下的两相流动特性,选择蒸发器中广泛应用的转角正方形排列管束为物理模型,采用流体体积函数(VOF)方法追踪气液界面,提出液体在管间以液滴形式存在的模型假设,结合管间空隙率数据来初始化水平管外液膜厚度和液滴直径,模拟蒸汽在管外液膜和管间液滴作用下的流动过程,分析气液两相的压力场和速度场.结果表明:小喷淋密度下,进出口压降计算值和实验吻合良好;在计算域内,下部区域压力值高于上部区域,且最小压力分布在液滴附近的右下侧区域;压力分布的不均会造成液滴在下落过程中的变形.     

降膜式发生器的传热传质研究

降膜式发生器在溴化锂吸收式制冷机与热泵中得到了一定的应用,溴化锂降膜式发生器在较小的液液量和较小的温差下获得较高的热流密度和传势传质系数,尤其是当液膜沿着水平管外作降膜流动时,传热传质效果更佳,为此建立了省化锂降膜式发生器溶液发生过程传南的数学模型,该模型考虑了流动、传势与传质同时进行相互耦合的特点,对不同布液方式下的液膜流动初速进行了修正,对模型进行求解,并建立了实验台对降膜式发生器的传热传质进行实验,通过对800多组数据进行回归得出了计算传热与传质的准则关系式。     

微通道内乙醇胺降膜吸收CO2过程中Marangoni对流的影响

利用流体体积分数(VOF)和水平集(Level Set)耦合的多相流数值模拟方法,对微通道降膜反应器中乙醇胺(MEA)溶液反应吸收CO2的过程进行了研究.根据所建立的MEA-CC2体系的流动-反应-传质模型,对微通道内降膜反应吸收过程中出现的Marangoni对流对传质的增强效果进行了定量分析,数值模拟得到的Maran...     

两相格子Boltzmann方法的液滴冲击流动液膜数值模拟

基于最新的两相格子Boltzmann模型(Lee模型)在数值方法上进行了改进,进一步提高了模型在大密度比下的数值稳定性。基于改进后的模型首先研究了二维液滴冲击静止液膜,计算得到的溅射根部铺展半径与实验结论一致吻合,从而验证了改进后模型的正确性。进一步数值模拟了液滴冲击流动液膜的溅射过程,考虑了不同的液膜液滴速度比和液膜相对厚度对流动过程的影响。计算结果与冲击静止液膜的计算结果和实验结论进行了对比,总结了溅射过程中溅射铺展半径和溅射高度随时间的变化规律,论述了流动现象产生的内在机理。     

切应力作用下降膜吸收过程特性研究

利用CFD软件Fluent,通过数值模拟方法研究了溴化锂溶液降膜吸收过程.模型中考虑了界面切应力对于降膜吸收特性的影响,给出了不同界面切应力下主体温度、浓度随着下降距离的变化及热量、质量通量随着下降距离的变化.模拟结果表明:切应力对降膜吸收过程有一定的影响.与无切应力相比,正向切应力对降膜吸收过程不利,而逆向切应力对降膜吸收过程有利.这主要是由于切应力的存在改变了液膜内的速度分布及液膜在吸收器内的停留时间.     

影响水平管降膜管间流态因素的实验研究

水平管降膜管间流态是影响其技术应用的重要参数之一。采用实验研究的方法,通过搭建水平管降膜流动形态的实验装置,选用溴化锂溶液作为实验溶液,研究管间距和管材对水平管降膜管间流态的影响。实验研究表明,管间距略微增大时,管间流态与未改变管间距时流态的上一级流态相同。继续增大管间距到大于原来的2倍,流态最终会变为滴状;但出现部分交叉滴状流。当管材由铜管变为塑料管后,溶液在管间会出现倾斜的情况,即不能够垂直湿润相邻的圆管;并且管间小部分溶液会出现向下一级流态转变的趋势,直接影响到管间流体的连续性。     

水平管降膜管间流态的数值模拟

目的研究水平管外液膜流动状态的转变规律,模拟分析流量、管径、管间距等对管间流态的影响和液体对管壁的润湿程度.方法建立水平管降膜流态数学模型,通过fluent软件进行模拟计算,分析水平管间溴化锂溶液流态转变过程.结果溴化锂溶液比水具有更好的布膜效果和稳定性.当水平管临界值Re≤34时,管间流态为滴状;34Re≤122时,管间流态为柱状;当122Re≤219时,管间流态为帘状.流动区时间t=0.02 s为自由下落区、t=0.04 s为冲击区、t=0.05 s为发展区、t=0.08s为充分发展区、t=0.1 s为尾流区,圆管的顶部区域会出现压力的最大值,而速度的最大区域出现在圆管的下半部分的充分发展区.管径为14 mm的圆管完全润湿的最小流量为0.01 L/s.结论随着管间距或管径的增加,管间流态向上一级流态转换.管间距增加,流态为滴状时无明显变化,流态为柱状时两管之间流体变细,流态为帘状时不能形成稳定连续流体,随着流量的增大,形状的变化越明显.其结果可为蒸发器、冷凝器、除湿器等热质交换设备的设计和性能研究提供理论指导.     

降膜吸收CO2水平管外滴状流的脉动特性数值模拟

液滴的瞬态行为对强化水平管降膜吸收CO₂装置的性能至关重要。基于VOF（volume of fluid）方法建立了滴状流降膜吸收CO₂的二维模型，引入液滴下坠长度与无量纲时间来分析滴状流降膜吸收CO₂过程中的液滴脉动与管间距和雷诺数Re的关系。结果表明：液体在换热管下侧堆积直至形成液滴的过程中，受到重力、表面张力与惯性的相互作用，液滴的移动方向出现了多次反转；液滴脉动过程中，由于摩擦阻力的存在，随着无量纲时间的增加，液滴脉动幅度逐渐减小；由于管间距的增加提高了液滴在换热管底部交汇时的动能，导致随着管间距的增加，液滴的脉动次数与脉动幅度逐渐增加；在Re不断增加的情况下，液滴滴落速度的减小导致液滴的脉动次数与幅度也逐渐减小。     

水平气井连续携液实验研究及模型评价

水平气井较直井更难于连续携液,为了研究水平气井连续携液问题,利用可视化水平井气水两相井筒管流模
拟实验装置（垂直段6 m,水平段10 m,倾斜段6 m）模拟水平井气液两相流动,对比观测直井段、倾斜井段、水平井段
的流动型态。实验表明：水平井三井段中,倾斜管段的携液能力最差,所需临界携液流速最大,可将其作为水平气井的
临界携液流速。倾斜管临界携液流量预测模型中,液滴模型和液膜模型是目前被普遍接受的两类模型。为研究倾斜
管连续携液,实验观测不同倾斜角（28°∼72°）条件下流型变化并测试临界携液流速。实验表明倾斜管段液体主要以液
膜形式被携带,从携液机理分析,液膜模型也更为合理;通过实验测得的213 组数据对液滴模型和液膜模型进行对比
分析,发现液膜模型的平均百分误差、平均绝对百分误差及相对性能系数均较小,从计算结果分析,液膜模型也更为
合理。     

溴化锂水溶液降膜吸收水蒸汽的研究

本文综述了前人的研究成果,根据当前实际使用中的溴化锂吸收式制冷机降膜吸收水蒸汽的基本特性,经过适当假设与简化,建立了有关溴化锂水溶液喷淋降膜吸收水蒸汽的物理模型。通过数学求解,获得了简单的数学表达式。由此表达式算出的结果与试验的实测结果相当吻合,从而证明了本研究所提出的物理模型能够相当有效地描述溴化锂水溶液水平管外喷淋降膜吸收低压水蒸汽的传热质过程。     

场协同原理强化管外降膜吸收传热特性实验研究

对基于场协同原理设计的两种强化传热管型进行了LiBr降膜吸收水蒸气过程的传热实验研究,并与光滑铜管作比较,考查该传热管型在吸收过程中的强化作用.实验测量参数包括;溶液进出口温度、浓度,流量,冷却水进出口温度、流量等.实验结果表明,两种强化传热管型在低雷诺数时对LiBr降膜吸收传热的强化比分别为20%和50%,而且随着雷诺数的增大而增大.利用场协同理论和降液膜流动的波动特性分析了强化降膜吸收过程传热特性的物理机制,发现速度矢量与温度梯度的夹角及降液膜厚度形成的阻力对对流换热有一定影响.     

水平管降膜换热器性能规律研究进展

水平管降膜换热器具有热质传递效率高、阻力小、结构简单等优点，被广泛应用于化工等传统领域及能源利用的节能减排领域。降膜换热器内部发生复杂的流动及传热传质相互耦合过程。介绍了实验及模拟研究手段的进展，综述了不同操作参数（气体温度、流向及流量，溶液流量、温度及浓度，内部媒介流量及温度等）与结构参数（管径、管间距等）对水平管降膜管间流型、液膜厚度与润湿性等流动特性的影响规律，以及对蒸发传热特性、吸收传热传质特性等换热器性能的影响规律，包括整体性能和局部微细特征，为水平管降膜换热器的性能优化提供理论支撑。指出在不同气流特征以及多因素相互作用下多维度的局部流动与传热传质性能的耦合影响规律以及强化换热手段会是水平管降膜换热器未来研究的重点方向。     

水平分层/雾化流中相间滑移特性的理论研究

通过对水平分层／雾化流中液滴和其携带流体间交互作用的分析，提出了一个预测水平分层／雾化流中轴向液滴速度分布以及弥散相和连续相之间相对滑移的理论模型，通过计算获得了两相速度参数及相对滑移参数。计算与实验结果表明：无论是从液滴轴向速度分布变化趋势的定性分析，还是从与实验数据的定量比较来看，建立的模型都是合理的。液滴速度与气相速度分布不同，在垂直方向上液滴的轴向速度近乎呈线性分布。油／气两相流动时气核中液滴与气相的平均滑移比约为0．7。     

水平平板上蒸发液滴内部流动的数值研究

提出了水平平板上自然蒸发的挥发性液体液滴，在传热产生的表面张力梯度作用下 液滴内部二维轴对称流动的简化数学模型。导出了控制液滴内部流动的参数是比渥数Ｂｉ 和马拉哥尼数Ｍａ。并用涡量－流函数数值计算方法求解了液滴内部流动的流场和温 度分布。发现随着Ｂｉ数和Ｍａ数的不断增大，液滴内部流动将由一致方向的回转流 动分化为多个细胞流结构，本文还对产生细胞流结构的机理、条件和特点作了详尽分 析。