本文对水平细通道内CO2流动沸腾换热过程中流态及其转变特性进行理论分析和可视化实验研究。根据可视化实验结果,更新了CO2在低蒸发温度下的理论流动状态预测模型。实验工况为:热流密度(7. 5~30 k W/m^2)、质量流率(50~600kg/(m^2·...本文对水平细通道内CO2流动沸腾换热过程中流态及其转变特性进行理论分析和可视化实验研究。根据可视化实验结果,更新了CO2在低蒸发温度下的理论流动状态预测模型。实验工况为:热流密度(7. 5~30 k W/m^2)、质量流率(50~600kg/(m^2·s))、饱和温度(-40~0℃)、干度(0~1)、内径(1. 5 mm)。理论分析表明:质量流率对换热过程中经历的流态形式有决定性作用,热流密度对环状流-干涸区域、干涸区域-雾状流边界转变曲线影响较大,饱和温度对流态转变具有重要影响。可视化研究表明:基于理论流态图对于CO2在细通道内流动沸腾换热的流态能够较好的预测,也能反映不同工况下流态的变化趋势,但理论流态图对干涸区域和雾状流区域预测偏差较大;在实验数据的基础上,增加了液气黏度比的无量纲因子,并提出一种新的临界热流密度预测模型。在考虑质量流率和热流密度影响的情况下,根据更新后临界热流密度预测模型和实验数据,引入沸腾数Bo对理论流态图中环状流-干涸区域、干涸区域-雾状流及间歇流/弹状流-环状流边界转变曲线进行了更新,可视化研究获得的流态数据中89. 4%符合更新后的CO2理论流态预测模型。展开更多
针对垂直管气力输送过程,采用计算流体力学与离散元(computational fluid dynamics and discrete element method,CFD-DEM)耦合数值模拟的方法,从截面颗粒体积分数、管道内流型演变及单位管长压降等3个方面对不同表观气速下垂直管气力...针对垂直管气力输送过程,采用计算流体力学与离散元(computational fluid dynamics and discrete element method,CFD-DEM)耦合数值模拟的方法,从截面颗粒体积分数、管道内流型演变及单位管长压降等3个方面对不同表观气速下垂直管气力输送颗粒运动特性展开研究。研究结果表明:随着表观气速的增加,管内流型依次呈现高浓度环核流、中浓度环核流、低浓度环核流及悬浮流;截面颗粒体积分数随着管内流型的转变逐渐减小;得到输送压降、输送流型随表观气速变化的相图模型及压降最低点的速度为8 m·s^(-1)。展开更多
文摘针对垂直管气力输送过程,采用计算流体力学与离散元(computational fluid dynamics and discrete element method,CFD-DEM)耦合数值模拟的方法,从截面颗粒体积分数、管道内流型演变及单位管长压降等3个方面对不同表观气速下垂直管气力输送颗粒运动特性展开研究。研究结果表明:随着表观气速的增加,管内流型依次呈现高浓度环核流、中浓度环核流、低浓度环核流及悬浮流;截面颗粒体积分数随着管内流型的转变逐渐减小;得到输送压降、输送流型随表观气速变化的相图模型及压降最低点的速度为8 m·s^(-1)。