非圆管管外降膜流动和换热特性分析

摘要

利用VOF方法,对降膜蒸发器圆管、椭圆管和扁管进行水平管外降膜流动二维数值模拟分析,研究Re数在1278～3406范围内3种管形对管外降膜传热和流动的影响.计算结果表明:在顶部冲击区和尾流区,管的曲率及其变化对流动和换热的影响很复杂,曲率较小会导致顶部冲击区的扰动面积增加和液膜厚度增加;相比圆管,椭圆管和扁管平均液膜厚度更小,传热性能更优;从平均液膜厚度上看,椭圆管最小,扁管次之;从平均传热系数上看,扁管最大,椭圆管次之.之所以椭圆管和扁管的平均液膜厚度和平均传热系数存在不一致,本文认为是由顶部冲击区对扁管的扰动影响要远大于椭圆管,且Re数取值较大,椭圆管的平均液膜厚度较小的优势无法凸显导致的.