基于LMB的管內(nèi)納米流體沸騰換熱效果的模擬

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1、基于LBM的管內(nèi)納米流體流動沸騰的模擬姚壽廣知，黃濤1,趙凱2,曾建邦3,王書華11（江蘇科技大學(xué)能源與動力工程學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江212003）2（南通屮集罐式儲運(yùn)設(shè)備制造有限公司，江蘇南通226002）3（中國科學(xué)院廣州能源研究所，廣東省廣州市510000）（Tel:1501110000;E-mail:zjyaosg@126.com）摘要：本文建立了管內(nèi)納米流體中氣泡流動沸騰的格子Boltzmann模型，選擇體積濃度為3%的ALO廠水基納米流體流動沸騰過程中氣核的生長、融合聚并及脫離過程進(jìn)行數(shù)值模擬分析?？疾炝瞬煌瑲馀蓍g距及不同橫向加速度&對氣泡生長過程及管內(nèi)換

2、熱效果的影響。結(jié)果表明隨著氣泡間距的增人，氣泡融合聚并的速度越來越慢，換熱效果減弱。隨著橫向加速度a的増加，氣泡生長經(jīng)歷不同的過程，當(dāng)a=0.5e-7和d=0.5a—6時，氣泡生長經(jīng)歷長大、融合聚并、脫離并與頂部氣泡融合的過程；當(dāng)a=0.5e-5和。=0.50-4時，氣泡只經(jīng)歷長大、融合，由于橫向加速度過大，氣泡并不能與頂部氣泡融合而直接向右運(yùn)動，導(dǎo)致管內(nèi)換熱效果加強(qiáng)。關(guān)鍵詞：納米流體；格子Boltzmann方法；流動沸騰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、言微通道沸騰現(xiàn)象近幾年來被廣泛地應(yīng)用于社會生產(chǎn)和生活之中。半個多世紀(jì)以來，雖然人們不斷地探索沸騰換熱機(jī)理，揭示其基本規(guī)律，然而至今仍然有許多未知的現(xiàn)象和機(jī)理，有待人們進(jìn)一步的探索。而通過氣泡的行為特征來研究沸騰傳熱一直是研究沸騰現(xiàn)彖的重要方法之一，通道中的氣泡核化、成長和脫離等過程可以攜帶較多熱量，對換熱設(shè)備的散熱起到比較重要的作用。因此了解氣泡形成、生長、脫離等過程機(jī)理是理解和優(yōu)化沸騰換熱過程的關(guān)鍵近年來，己經(jīng)有了大量關(guān)于核態(tài)沸騰過程單氣泡生長模型的報道，得到了一些針對池沸騰

9、和大空間流動沸騰氣泡動力學(xué)的理論成果。