水平管内水蒸汽冷凝换热特性的数值模拟.pdfVIP

2014年第 42卷第 11期 流 体 机 械 73 文章编号： 1005—0329(2014)11—0073—06 水平管内水蒸汽冷凝换热特性的数值模拟 宁静红，刘敬坤，刘圣春 ，诸 凯，解海卫 (天津商业大学天津市制冷技术重点实验室，天津 300134) 摘 要： 对水蒸汽在内径为8mm的水平圆管内，不同管壁温度、蒸汽流速、压力和入 口过热度下的冷凝过程，采用通用 CFD软件 Fluent13．0中的Mixture模型，结合 UDF编程对水平管内冷凝物理模型进行数值模拟。通过分析相应的冷凝 液分布云图、体积分数和局部换热系数的变化曲线 ，得出蒸汽在水平管内冷凝换热系数与壁温、蒸汽流速、压力和入 口过 热度的变化规律。并将模拟结果与实验测试结果进行了对比，得出模拟结果比计算值偏高约30％。 关键词： 水蒸汽 ；水平圆管 ；冷凝；数值模拟 中图分类号： TH137．8；TB61 文献标志码： A doi：10．3969／j．issn．1005—0329．2014．11．016 NumericalSimulationofVaporCondensationHeatTransferCharacteristicInsideHorizontalTubes NINGJing—hong，LIU Jing—kun，LIU Sheng—chun，ZHU Kai，XIE Hai—wei (TianjinKeyLaboratoryofRefrigerationTechnology，TianjinUniversityofCommerce，Tianjin300134，China) Abstract： ByadoptingtheMixtureModelinCFDsoftwareFluent13．0combinedwithUDFprocedure，thenumericalsimulation wascarriedoutthatwatervaporcondensatesinsidehonzontaltubeswhichdiameteris8mm ，underdifferentwalltemperatures，va porvelocities，pressuresandinletsuperheats．Byanalyzingthecondensationliquidcontour，voidfractionandlocalheattransfer coefficientatdifferentpoints，therulesareobtainedthatthecondensationheattransfercoefficientchangeswiththewalltempera— tures，vaporvelocit?es，pressuresandinletsuperheats．Thecomparisonisdonebetweenthesimulationresultandtheexperimental resultsanditshowsthatthesimulationvalueislargerthantheexperimentaloneby30％ ． Keywords： vapor；horizontaltubes；condensation；numericalsimulation Udr k— — 第二项的排液速度，m／s 符 号 , — — 流动工质传递的总能量，J — — 管长，mm 。广 有效传热 d——管径，mm — — 流体温度 ，K — — 管壁温度，K s——附加热源