深冷翅片管氣化器管內(nèi)相變換熱研究.pdf

1、在低溫工程中，翅片管氣化器作為常見的換熱器設(shè)備之一，常用來(lái)氣化液氧、液氮、液氬、液化天然氣等低溫工質(zhì)，其管道內(nèi)部低溫工質(zhì)常伴隨著氣液相變過程的發(fā)生。這一現(xiàn)象的產(chǎn)生使得與一般情況下的換熱器相比，工作過程更為復(fù)雜，工質(zhì)的熱物性不僅變化劇烈，而且更加難于準(zhǔn)確確定整個(gè)物理變化過程。另一方面，對(duì)于氣化器管內(nèi)沸騰換熱的可視化實(shí)驗(yàn)工作實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難，因此要想采用實(shí)驗(yàn)的方法從微觀的角度描述這一相變換熱過程也變得更加不切實(shí)際。開展翅片管氣化器管內(nèi)相變換

2、熱的研究，對(duì)進(jìn)一步準(zhǔn)確分析和預(yù)測(cè)氣化器的傳熱性能，有著重要的實(shí)際意義和工程意義。
　　 為研究翅片管氣化器管內(nèi)相變流動(dòng)的傳熱特性，本文通過理論分析和數(shù)值模擬兩方面對(duì)氣化器管內(nèi)低溫液氮相變流動(dòng)傳熱過程進(jìn)行了研究。
　　 首先，在參考國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)了翅片管氣化器管內(nèi)低溫液體相變傳熱過程的特點(diǎn)，并將氣化器管內(nèi)低溫液體流動(dòng)的沸騰換熱過程化分為過冷流動(dòng)沸騰傳熱區(qū)、飽和流動(dòng)沸騰傳熱區(qū)、兩相強(qiáng)制對(duì)流傳熱區(qū)及缺液傳熱區(qū)四個(gè)

3、傳熱區(qū)域，并分別建立了各個(gè)區(qū)的傳熱計(jì)算關(guān)聯(lián)式。
　　 其次，采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)仿真軟件FLUENT，對(duì)不同液氮進(jìn)口流量下的翅片管氣化器管內(nèi)相變流動(dòng)傳熱過程進(jìn)行了三維穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬。主要工作如下：
　　 (1)建立翅片管氣化器物理和數(shù)值模型，采用混合物模型作為多相流計(jì)算模型，用RNGκ-ε模型來(lái)描述流體的湍流流動(dòng)過程，對(duì)液氮在氣化器管內(nèi)的相變過程使用用戶自定義函數(shù)(UDF)加入到FLUENT計(jì)算過程中。
　　 (2)