基于Fluent的波节管内流体流动与传热特性研究

为了深入研究影响波节管传热效果的主要因素,应用CFD软件Fluent对波节管内流体的流动和传热特性进行数值模拟,分别研究了不同入口流速v(0.3,0.5,0.7和0.9 m/s)、波峰直径D1(28,30,32,34和36 mm)、弧形段长S1(34,23,17,13和10 mm)下波节管内流体的流动与传热特性。结果表明,不同型号波节管的努塞尔数(Nu)、流体压力损失以及综合性能随着入口流速的增加而增加;随着波峰直径D1(弧形段长S1)的增大,波节管的Nu先增大后减小,最后趋于一个相对稳定的值。当波节管的波峰直径D1=34 mm时,波节管的传热性能最好,流体压力损失最大,综合性能最好;弧形段长S1=23 mm时,波节管的换热性能最佳,流体压力损失最大,综合性能最好。通过参数正交分析可知,影响波节管传热效果的因素由强到弱依次为入口流速v、波峰直径D1、弧形段长S1。研究成果可为工程实际中提高波节管传热性能提供理论指导。

溶氧水在Fe(001)表面吸附的第一性原理研究

为了研究溶解氧含量对Fe基换热表面腐蚀行为的影响机理,根据第一性原理,对O2单分子、H2O单分子和溶氧水体系在Fe基换热表面的吸附进行了研究,采用GGA/PBE,近似计算吸附过程中的吸附能量、态密度及布居数变化。计算结果表明:含氧水溶液中溶液与Fe基表面存在表面吸附,水分子趋向于顶位吸附,氧分子趋向于Griffiths吸附;H2O分子在Fe(001)表面吸附而相互作用时,引起了界面双电层电荷分布的变化,使Fe原子失去电子带正电,导致表面电位发生变化;O2分子在Fe(001)晶面吸附时,促使Fe(001)表面原子失去电子,表面电位增加,O2分子与表面Fe原子易于发生电子转移,其中O原子的2p轨道对于O2分子在Fe(001)晶面的吸附起主要作用;随着溶氧水体系中O2分子所占比例的增大,吸附能的绝对值也随之增加,Fe基换热表面相互作用更强。研究探明了不同溶氧量对Fe基换热表面腐蚀的影响规律,为实验研究金属基体腐蚀机理提供了理论参考。