低压下水欠热流动沸腾的两相CFD数值模拟研究

采用两流体(汽相和液相)基本数学模型,结合汽相和液相之间的界面传热、传质和动量交换封闭模型、汽泡平均直径模型、汽泡脱离直径模型、汽泡成核模型、汽泡脱离频率模型、欠热沸腾起始点模型和壁面热流密度分配模型,在CFD软件CFX4.4中采用用户自定义函数将相变引起的传热、传质和动量交换作为源项分别添加到汽相和液相的能量、质量和动量守恒方程中,对低压下内管加热外管绝热的环形通道内的欠热沸腾进行了数值研究,得到了欠热流动沸腾下汽相体积份额、液相速度、汽相速度分布等。采用Lee等的环形通道内低压下欠热沸腾体积份额实验数据对计算结果进行了验证,吻合良好。

窄矩形通道中欠热流动沸腾气泡图像分割方法

为快速且准确地计算气泡行为参数,本研究针对窄距形通道中欠热流动沸腾的气泡图像,提出了一种气泡分割方法。首先,对实验图像进行滤波,背景差值等操作消除背景噪声,提高两相之间对比度;然后,利用双阈值法获得气泡图像二值图;最后,依据气泡特征选择合适的结构元素,并利用形态学操作完成气泡图像分割。实验结果表明,该方法所得气泡图像分割结果有效消除复杂背景,气泡形状、大小及位置均与实验图像符合较好。因此,该方法能够对窄矩形通道中欠热流动沸腾的气泡图像进行快速有效的分割识别。

竖直环形流道内欠热沸腾时的气泡行为研究

一般在沸腾传热实验中壁面的加热方式有电加热和流体加热两种,流体加热方式下的沸腾传热研究进行得很少。在水加热条件下,对水在竖直环形流道内欠热流动沸腾时的气泡行为进行了可视化研究。环隙宽度为5mm和3mm两种,质量流速分别为16.8～55.3kg/(m2.s)和15.3～62.1kg/(m2.s)。可视化实验结果表明:在贴近壁面的区域存在气泡运动层,大部分气泡在气泡运动层内运动。在宽度为3mm的流道中,气泡在脱离壁面前一般会滑动;滑动距离不超过2～3倍气泡直径,并且存在反复胀缩的现象。5mm流道内的气泡则较少发生滑动,往往在脱离壁面后会被弹回壁面。气泡的滑动和离开壁面后又返回壁面的运动方式是沸腾具有高强度传热能力的原因之一。

流动欠热沸腾起始点计算模型的分析研究

介绍了国外几个典型的计算流动欠热沸腾起始点的模型 .对几个有代表性的模型进行了分析比较 ,用本实验数据和国外资料发表的几组数据对几个模型的计算关系式进行了验证 。