振荡流结晶过程传热效应的模拟分析

摘要

通过振荡流调控传热特性以获得结晶器中分布特征良好的局部过饱和度,是有效优化冷却结晶过程的新设想.对具有光滑周期收缩孔(SPC)的振荡流结晶器,进行了三维非稳态数值模拟.考察了振荡流产生的时变流场结构,应用涡量表征涡旋强度,并得到剪切应变率分布,表明涡旋促进了流场混合,增强了剪切成核的调控能力.分析了振荡参数对结晶器传热特性的影响,结果表明振荡流导致了努塞尔数Nu随时间呈周期性变化,并且其周期特征与强度受振荡雷诺数Reo和斯特劳哈尔数St控制.因此,可以通过调节振荡参数达到对过饱和度的调控,这为结晶过程分析提供了依据.