空气-水蒸气混合气体在换热圆管内外冷凝相变数值研究

摘要

为提高相变热交换器的传热性能,应用Fluent软件分别对空气-水蒸气混合气体在换热圆管内、外的冷凝换热进行数值模拟.气液两相流采用体积函数法模型,水蒸气在空气中的扩散采用组分运输模型,水蒸气冷凝的相变模型采用K nudsen相变系数模型.分析了冷凝相变流场,研究了空气质量分数对冷凝相变过程的影响.结果表明,水蒸气的冷凝需经过对流区、组分扩散区、液膜阻力区;传热系数随混合气体中空气质量分数的增加而降低,随混合气体流速的增大而升高;当换热圆管内空气质量分数为0.3时,传热系数相比纯蒸汽冷凝降低50％;在相同工作条件下,蒸汽于管内发生冷凝的传热系数较于管外低68.4％.