雾化压力对喷雾冷却效果影响的数值模拟

摘要

喷雾冷却作一种为相变冷却技术,被广泛应用于散热领域。基于欧拉-拉格朗日型（discrete phase model,DPM）模型,采用FLUENT软件,模拟分析了恒定热流密度时不同喷雾压力对压力旋流喷嘴雾化冷却的影响。模拟结果表明,喷雾压力变化对喷雾冷却具有重要影响。当压力增大时,液膜厚度在大体趋势上变薄,提高了喷雾换热能力;在喷雾覆盖密集区与该区外侧,液膜的厚度为最薄和最大。随压力不断增大,壁面温度降低的幅度更大,且壁面温度低处对应液膜厚度也薄,换热效果更好。提高压力可以有效地提高换热系数,进而提高换热效果。在1.0、1.5、2.0 MPa 3种压力下,换热系数基本维持在1.4×10~4W/（m~2·k）以上,且最高可达2×10~4 W/（m~2·k）。在模拟条件下,喷雾压力变化对空心锥压力旋流喷嘴均匀性改变并不明显。