基于LMB的管内纳米流体沸腾换热效果的模拟

《基于LMB的管内纳米流体沸腾换热效果的模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于LBM的管内纳米流体流动沸腾的模拟姚寿广知，黄涛1,赵凯2,曾建邦3,王书华11（江苏科技大学能源与动力工程学院，江苏镇江212003）2（南通屮集罐式储运设备制造有限公司，江苏南通226002）3（中国科学院广州能源研究所，广东省广州市510000）（Tel:1501110000;E-mail:zjyaosg@126.com）摘要：本文建立了管内纳米流体中气泡流动沸腾的格子Boltzmann模型，选择体积浓度为3%的ALO厂水基纳米流体流动沸腾过程中气核的生长、融合聚并及脱离过程进行数值模拟分析。考察了不同气泡间距及不同横向加速度&对气泡生长过程及管内换

2、热效果的影响。结果表明随着气泡间距的增人，气泡融合聚并的速度越来越慢，换热效果减弱。随着横向加速度a的増加，气泡生长经历不同的过程，当a=0.5e-7和d=0.5a—6时，气泡生长经历长大、融合聚并、脱离并与顶部气泡融合的过程；当a=0.5e-5和。=0.50-4时，气泡只经历长大、融合，由于横向加速度过大，气泡并不能与顶部气泡融合而直接向右运动，导致管内换热效果加强。关键词：纳米流体；格子Boltzmann方法；流动沸腾SimulationofnanofluidsflowboilinginpipebasedonLBMYaoShouguang*HuangTa

3、o^ZhaoKai2,JiaXinwang^DuanLuobin^WangShuhua1(1.JiangsuUniversityofScienceandTechnology,SchoolofEnergyandPowerEngineering,Jiangsu,Zhcnjiang212003;2.NantongCIMCTankEquipmentManufacturingCorporationJiangsu,Nantong226002.)Abstract:In什】ispaper,alatticeBoltzmannmodelforbubbleflowboilingof

4、nanofluidsinpipewascstablishedjheflowboilingprocessofgasnucleigrowth,fusioncoalescenceandseparationprocessof3%volumeconcentrationA12O3-waternanofluidsnumericalwerechosentosimulateandanalyze.Theeffectsofdifferentairbubblespacinganddifferentlateralaccelerationaonthegrowthofbubblesandt

5、heeffectofheattranslerinthetubewereinvestigated.Theresultsshowthatthevelocityofbubblecoalescenceisslowerandtheheattransfereffectisweakenedwiththeincreaseofthebubblespacing.Withtheincreaseoflateralaccelerationa,thegrowthofbubblesisdifferent,when«=0.5e-7andtz=0.5e-6,thebubblesgrow,mer

6、getogether,breakawayandintegratewiththebubblesonthetop.Whend=0・5e・5anda二0・5e-4,thebubblesgrowandmergc,thebubblesarcnotintegratedwiththetopbubblcs.Thcbubblesonlyexperiencegrowthandintegration,andthebubblecannotbedirectlyintegratedwiththetopbubble,becauseoftheoveraccelerationa,rcsulti

7、ngintheenhancementofheattransfereffect.1弓

8、言微通道沸腾现象近几年來被广泛地应用于社会生产和生活之中。半个多世纪以來，虽然人们不断地探索沸腾换热机理，揭示其基本规律，然而至今仍然有许多未知的现象和机理，有待人们进一步的探索。而通过气泡的行为特征来研究沸腾传热一直是研究沸腾现彖的重要方法之一，通道中的气泡核化、成长和脱离等过程可以携带较多热量，对换热设备的散热起到比较重要的作用。因此了解气泡形成、生长、脱离等过程机理是理解和优化沸腾换热过程的关键近年来，己经有了大量关于核态沸腾过程单气泡生长模型的报道，得到了一些针对池沸腾

9、和大空间流动沸腾气泡动力学的理论成果。