基于格子Boltzmann方法的微通道受热表面析晶污垢模拟

针对现有的污垢析晶沉积模型不能有效模拟真实污垢生长的问题,建立了一种引入析晶沉积动力学模型的多物理场耦合数值模型。模型基于格子Boltzmann方法和有限差分方法,模拟了微通道非等温热表面上近壁面处的沉积物溶质质量浓度分布和污垢生长过程,研究了流速、壁温和沉积物溶质质量浓度对微通道热表面污垢析晶沉积的影响。结果表明:沉积初始时刻流速和壁温对近壁面沉积物溶质质量浓度分布具有不同程度的影响,随着污垢不断生长,污垢-流体界面处的析晶沉积速率减小;相比于流速,沉积物溶质质量浓度对污垢热阻的影响更为显著。

窄矩形通道污垢沉积数值仿真

为研究窄矩形通道内CaSO4溶液由于析晶沉积产生的污垢及对换热的影响,本研究基于合理的污垢沉积、污垢剥蚀与污垢热阻模型,利用FLUENT软件结合用户自定义函数(UDF)对一定热流密度、入口流速、入口温度和流体浓度的流体进行了析晶沉积模拟计算。研究结果表明了此工质的污垢产生情况和对换热的影响,同时得到热流密度、入口流速和流体浓度3种影响因素对污垢沉积的影响:污垢热阻随热流密度增大而增大,随入口流速增大而减小,随流体浓度增大而增大。本研究可用于模拟板状燃料元件窄矩形通道由于析晶导致的污垢沉积过程。