基于LMB的管內納米流體沸騰換熱效果的模擬

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1、基于LBM的管內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（江蘇科技大學能源與動力工程學院，江蘇鎮(zhèn)江212003）2（南通屮集罐式儲運設備制造有限公司，江蘇南通226002）3（中國科學院廣州能源研究所，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行數值模擬分析?？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換

2、熱效果的影響。結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，氣泡生長經歷不同的過程，當a=0.5e-7和d=0.5a—6時，氣泡生長經歷長大、融合聚并、脫離并與頂部氣泡融合的過程；當a=0.5e-5和。=0.50-4時，氣泡只經歷長大、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動，導致管內換熱效果加強。關鍵詞：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、言微通道沸騰現象近幾年來被廣泛地應用于社會生產和生活之中。半個多世紀以來，雖然人們不斷地探索沸騰換熱機理，揭示其基本規(guī)律，然而至今仍然有許多未知的現象和機理，有待人們進一步的探索。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、脫離等過程機理是理解和優(yōu)化沸騰換熱過程的關鍵近年來，己經有了大量關于核態(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的理論成果。