水平管降膜蒸发器管外液体流动数值模拟

摘要

采用Fluent软件,针对换热管采用旋转三角形排布方式,换热管分别选用椭圆管、圆管的水平管降膜蒸发器(换热管内为水,换热管外为制冷剂),对布液口制冷剂入口流速(分别选取0.1、0.15 m/s)、管纵向间距(分别选取6.4、9.5 mm)对管间制冷剂流动状态(柱状流、滴状流)、管外成膜效果、液膜厚度的影响进行模拟研究.对于椭圆管管束,在管间距一定的条件下,随着制冷剂入口流速增大,管间基本能保持柱状流.与制冷剂入口流速0.15 m/s相比,制冷剂入口流速为0.1 m/s时,管束尾部的管外成膜效果变差.在制冷剂入口流速一定的条件下,随着管间距增大,管束尾部管间滴状流增多,管外成膜效果变差,但未出现明显的管与管之间滴状流的互相扰动.对于圆管管束,制冷剂入口流速、管间距对管间制冷剂流动状态、管外成膜效果的影响与椭圆管管束基本一致.相同条件下,圆管管间制冷剂流动状态及管外成膜效果均逊色于椭圆管,而且管束尾部出现了明显的管与管之间滴状流的互相扰动.在相同的管间距、制冷剂入口流速务件下,与圆管相比,椭圆管的管外液膜厚度更薄.较小的制冷剂入口流速有利于减小管外液膜厚度,促进换热效率的提高,但不利于管束尾部的管外成膜.管间距对管外液膜厚度的影响比较小,但不宜过大,以免影响管束尾部管外成膜效果.对于采用旋转三角形排布方式的水平管降膜蒸发器,换热管应选用椭圆管,制冷剂入口流速、管间距的选取应兼顾管外液膜厚度与管束尾部管外成膜效果.