卡鲁塞尔氧化沟液-固两相流动混合物模型与两相水力特性模拟

采用CFD数值计算的方法研究了卡鲁塞尔氧化沟工艺的污水-污泥两相水力特性.将污泥沉降模型进行湍流影响修正后与两相湍流混合物模型耦合,建立了氧化沟液固两相湍流混合物模型,实现了垂向上液固两相运动的分离;利用计算流体软件Fluent对工业规模污水厂氧化沟的污水-污泥两相流速进行模拟,结果表明,两相流混合物模型较好地揭示了氧化沟内混合液流场和污泥的分布情况,污泥浓度与流速呈负相关.

具有液体相变过程的发散冷却数值研究

液体冷却介质具有相变潜热高、储存空间小、输送能耗低的优点,因此在航空航天热防护研究领域越来越受到重视。采用两相混合模型(Two-phase Mixture Model,TPMM),对一维稳态具有液体相变过程发散冷却问题进行了数值研究。研究发现:最大温度梯度出现在气相区以及液相区向两相区过渡处,多孔骨架的孔隙率和特征尺寸影响相变过程和冷却效果。最后,着重讨论了TPMM中第二个假设对于研究具有液体相变过程发散冷却问题的适用性。

毛细芯微槽蒸发器微型化过程的极限工况预测

在汽-液两相混合模型基础上,对汽-液交界面附近两相过渡区的毛细力进行表征,建立了毛细芯微槽蒸发器的三维稳态轴对称单元模型。同时,以界面热流密度和入口供液流量作为变工况参数,划分得到4种典型工况区间,并预测分析了蒸发器微型化过程的流动-传热极限特性。结果表明,当热流密度一定时,随着微型化比例减小,3条临界流量线呈交汇趋势,对应的两相安全区流量变化范围不断缩小,且极限控温温度对应的液面相对高度显著降低,液面逼近毛细芯下界面;当入口供液流量一定时,随着微型化比例减小,两相安全区热流密度变化范围几乎不变,且极限控温温度对应的液面相对高度维持在毛细芯2/3高度处。研究结论为毛细芯微槽蒸发器的微型化结构设计及其工况参数选择提供了理论参考。