论文总字数：30150字

摘 要

关键词：降膜流动；管径；周向角；液膜厚度；液膜流动速度

Numerical simulation of liquid flow in horizontal tube

03112604 Tian Lu

Supervised by Wu Jiafeng

Abstract：Based on the finite element method, the numerical simulation of falling film flow over the horizontal round tube is established by COMSOL. A two-phase flow model is established by using the level set method, the relevant parameters are set and the local grids are also refined in this paper. The effects of horizontal tube diameters (18 mm, 25 mm, 32 mm and 38 mm) on falling film flow are studied in detail. The results show that when the horizontal tube diameter increases, the velocity at the interface of liquid film increases, the time spent on spreading a steady film prolongs and the thickness of the film decreases after reaching a steady state. The thickness of the film firstly decreases and then increases with the increase of circumferential angle, while the velocity of the film firstly increases and then decreases along the tube perimeter.

Key words: falling film flow; tube diameter; circumferential angle; liquid film thickness; liquid film velocity

目录

1. 绪论------------------------------------------------------------------1
   1. 能源现状-------------------------------------------------------------1
   2. 吸收式制冷机工作原理-------------------------------------------------2
   3. 溴化锂吸收式制冷机发展现状-------------------------------------------4
   4. 降膜流动背景---------------------------------------------------------5
   5. 研究内容-------------------------------------------------------------6
2. 水平管外降膜流动数值模拟----------------------------------------------7

2.1 有限元方法简介-------------------------------------------------------7

2.2 降膜吸收过程的描述---------------------------------------------------7

2.3 两相流动数值求解方法-------------------------------------------------8

2.4 数学模型的建立-------------------------------------------------------9

2.5 参数设置------------------------------------------------------------14

2.6 网格无关性校检------------------------------------------------------15

1. 模拟结果分析---------------------------------------------------------17

3.1 降膜流动过程分析----------------------------------------------------17

3.2 管径对水平管外流动达到稳定状态时的液膜厚度的影响--------------------18

3.3 管径对液膜铺展过程中流速的影响--------------------------------------25

3.4 结果分析------------------------------------------------------------30

1. 结论与展望-----------------------------------------------------------31

4.1 结论----------------------------------------------------------------31

4.2 展望----------------------------------------------------------------31

致谢------------------------------------------------------------------------32

参考文献--------------------------------------------------------------------34

水平管外溶液流动形态的数值模拟研究

第一章绪论

1.1能源现状

能源与环境之间的关系日益严峻，目前已经发展成为全世界最为关注的核心问题之一。因为随着人类生活水平逐渐提高，地球所要负担的重荷也越来越大。进入现代社会之后，经济一直加速发展，能源紧张的问题也在日益突出，节能工作的必要性愈发彰显出来。工业能耗在总能耗中占有较大比重，在工业用能的同时产生大量的低品位废热，以废水或废气的形式排放到环境中去，不但造成环境污染，而且使能源浪费。目前这些余热被回收部分只占25% (均是较高品位的余热)，而占有较大比重的低品位余热的回收率还很低。由此可见，如果我们可以有效地回收利用这些余热，那么这将对提高能源利用率产生重大意义。

自从改革开放以来，我国在经济、科学、文化等方面都取得了卓越的成就，并且在2000年底已经开始进入小康社会，这也使得国人的生活标准逐步提高，对居住热环境的也有了更为深入的认识。由于我国的建设规模大，每年城镇新建住宅面积约为2.4亿m2，因此，建筑能耗变得越来越多。据统计，在我国总能耗的25%是由建筑耗能产生，而其中的一半以上是供热采暖能耗^[1]。因为超负荷使用电空调，季节性用电高峰问题变得越来越严重。全年持续性缺电已经成为困扰我国持续发展的一大问题^[2]。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：30150字