宽高比对矩形微通道内流动凝结的影响

摘要

基于VOF模型,建立了模拟矩形微通道内流动凝结的三维瞬态数值模型,速度进口采用分相流模型,并考虑速度与液膜厚度的进口段效应.通过对比参考文献流型图,验证了该数值模型.对R32在宽高比分别为2∶3、1∶1和3∶2的三种矩形微通道内流动凝结进行了数值模拟,环状流、喷射流、泡状流和收缩泡状流沿着计算域依次出现.通过分析通道截面气液相分布与壁面热流密度分布规律可知:当矩形宽高比偏离1∶1,通道截面液膜分布不均匀性增加,Gregorig效应增强,进而强化换热.换热强化使得环状流尾部气芯的Wev和Cav减小,导致喷射流更靠近入口,伴随更低的气弹脱离频率.计算结果表明:矩形宽高比显著影响流动凝结过程,与方形通道相比,严格矩形通道更有利于换热与抑制气液界面波动.