基于VOF模型对重力热管内部沸腾冷凝过程的仿真模拟.pdfVIP

冶 金 能 源 Vo1．35 No．1 ENERGYFORMETALLURGICAL INDUSTRY Jan．2016 基于VOF模型对重力热管内部沸腾冷凝过程的仿真模拟 战洪仁 李春晓 王立鹏 吴 众 张海松 (沈阳化工大学) 摘 要 为研究重力热管内部沸腾冷凝过程，使用 Fluent6．3选用VOF多相流模型对汽液两 相流进行数值模拟。通过加载 自定义函数 (UDF)，对重力热管的传热传质过程进行模拟计 算，获得了稳定的温度场。随着蒸发段热流量的不断输入，热管内部液池内的气泡生成、合 并、长大、上升，最终达到稳定的核态沸腾，以及在冷凝段壁面凝结形成液膜并回流的质热 传递的全过程。计算得到的壁面温度与实验测量值相一致，表明通过编写UDF程序及选取多 相流模型 (VOF)建立的数值模型，可以对管内流体的蒸发冷凝进行模拟。研究结果对热管 的研究设计提供了参考。 关键词 重力热管 VOF模型 蒸发冷凝 液膜 Simulationofthethermosyphon~ebullitionandcondensationbased onV0Fmodel ZhanHongren LiChunxiao WangLipeng W uZhong ZhangHaisong (ShenyangUniversityofChemicalTechnology) Abstract Tostudytheprocessofcondensationandboilinginthermosyphon，used VOF muhiphase flow modelinFluent6．3tosimulatevapor—liquidtwo—phaseflow．Byloadingauser—definedfunc— tion(UDF)，simulatedtheprocessofthermosyphon heatandmasstransfer，thestabletemperature fieldWas taken．Withthecontinuousinputoftheheatflow inevaporationsection，insidetheheat pipe，thebubbleformation，merger，rgowthandrisinginliquidpo ol，andfinallyreachedsteadynucle— ate—boilingstate，andfomr edliquidfilmsonthewallandreturninthermosyphon．Thewalltempera— turewasconsistentwithexperimental measurementsshow thatthroughwritetheUDF program andse— lectmuhiphaseflowmodel(VOF)toestablishthenumericalmodelcansimulatethefluidgevaporation andcondensationinatube．Theresultsprovidedareferenceforthedesignofheatpipe． Keywords themr osyphon VOFmodel evaporation -·condensation liquidfilm 众所周知，重力热管是最有效的换热元件之 日益广泛的应用，众多学者也都进行了大量的实 一 ， 可将大量热量通过其很小的截面积远距离地 验和理论研究，但由于其内部传热情况复杂，涉 传输而无需外加动力，结构简单、工作可靠。重 及到两相流动和沸腾冷凝等多种流动和