含不凝气体水蒸气竖直管内冷凝传质传热研究

摘要

针对竖直管内含不凝气体水蒸气冷凝传质传热过程开展研究.基于ANSYS Fluent软件平台建立了多相多组分三维数值计算模型,通过将管内中心轴线和壁面上多点温度分布与Kuhn试验结果进行对比,验证了模型的可靠性.在此基础上,考察了混合气体进口温度、速度、压力以及不凝气体体积分数对管内冷凝传热过程的影响规律,并基于不凝气体体积分数修正,提出了竖直管内含不凝气体水蒸气冷凝传热关联式,关联式误差范围为-20%~18%;同时,探究了不凝气体对水蒸气冷凝传质过程的影响规律,发现冷凝水率和平均传质速率随不凝气体体积分数的增大呈现先增大后减小的趋势,少量不凝气体具有促进水蒸气冷凝的作用,不凝气体体积分数为23.2%左右时,冷凝水率和平均传质速率最高.研究结果可为含不凝气体水蒸气的传热关联式和传质模拟研究提供参考.