的温度与壁面换热系数变化趋势如图所示。图所对应的个不同时刻，在图中用线段标出，所取研究壁面及目标气泡区域在图中用圆圈标出。初始目标气泡位于齿底处图，随着其周围液体逐渐被加热，更多工质由液相转化成气相，初始目标气泡会逐渐长大。当时，因为齿底壁面上有目标气泡覆盖且气体的导热性能较差，所以其温度处于上升阶段，齿底壁面换热系数处于下降阶段图与图线。内螺纹管中流体冲击螺纹齿纹管内金属氧化物水纳米流体传热特性的数值模拟化工进展，王学东，柳建华，宋吉，等油浓度对小管径水平内螺纹管内冷凝换热影响的实验研究热能动力工程，赵然，吴晓敏，黄秀杰微细通道中流动沸腾换热的数值模拟化工学报，王为术，徐维晖，毕勤成，等垂直上升内螺纹管内流动沸腾传热特性化工学报，管鹏，贾力，银了飞，等环形小通道内过冷沸腾的气泡行为研究工程热物理学报，郝奇，李家晨，耿佃桥内螺纹管流动沸探究内螺纹管流动沸腾过程中气泡行为及换热特性热力工程论文流，目标气泡在浮力作用下离开齿底壁面，沿螺纹齿向上滑移但并未脱离螺纹齿，而是在主流和次旋流的作用下停留在齿上部，继续长大图，由于气泡脱离齿底壁面，齿底壁面温度近似等于其附近液体温度，壁面换热系数有明显提升图与图线。探究内螺纹管流动沸腾过程中气泡行为及换热特性热力工程论文。当管道壁面上附着有气泡时，壁面换热系数迅速下降，随着过程的进行，气泡脱离管道壁面，壁面换热系数逐渐升高。螺纹齿间的部分液体，产生速度较快的涡流场。在其他条件给定的情况下，当入口质量流速分别为，和时，内螺纹管内平均换热系数分别为，和。由此可知，随着质量流速的增加，内螺纹管内平均换热系数增加。气泡滑移长大行为对换热性能的影响管壁面换热系数并非随时间的增加而不变，而是与管内流体的流动状态和近壁面气泡行为密切相关，因此，有必要对内螺纹齿间气泡行为进行研究。齿底壁面和面换热系数较小图与图线。随着沸腾过程的进行，齿间目标气泡不断聚并其他小气泡，其体积持续增大。在时，目标气泡几乎完全覆盖齿底壁面图，使齿底壁面温度达到峰值，壁面换热系数近似为图与图线。当时，目标气泡与其右侧气泡已经合并，并脱离内螺纹管壁面图，齿底右齿侧壁面温度降低，壁面换热系数增加图与图。图距管道入口处目标气泡的滑移长大过程图齿底壁面温度随时间的变化图齿底壁面换热系数随液相和气相的连续性方程分别为方程式式中，和分别是液相质量源项和气相质量源项。为密度为流体速度，。动量方程为方程式式中，为动力粘度，⋅，F⃗代表了连续表面张力，可被写为方程式其中κ为表面曲率，可写为方程式能量方程方程式式中，是能量源项，为导热系数能量可表示为方程式而且与气液两相体积分数有关，可表示为方程式湍流模型本文采用究不同气泡行为对管壁传热的影响。在流动沸腾过程中，内螺纹管内表面上凹凸不平的螺纹使管内流体产生次旋流，近壁面工质流速增加，加强了管内换热，而产生的次旋流影响了管内气泡行为，进步影响了管内换热特性。当前还没有对于内螺纹管中沸腾气泡行为的研究，而且相关可视化实验难以开展，所以深入研究内螺纹管中的气泡特性及传热机理，对于提高换热设备的换热性能具有重要意义。针对上述问题，本文利用技术对小尺寸内螺纹相变模型模拟沸腾相变过程。由于内螺纹管中气泡行为对流动沸腾换热行为具有重要影响，因而本文主要针对气泡行为及换热规律进行研究。另方面，由于内螺纹管内的流动沸腾过程难以进行可视化实验，相关实验研究多集中于光滑管道，。与此同时，相关文献表明，采用模型结合相变模型可以对管内流动沸腾行为进行数值模拟，且已得到了广泛应用。本文采用工质对光滑微通道中的流动沸腾过程进行了模拟如图所示，管中的气泡特性及传热机理，对于提高换热设备的换热性能具有重要意义。针对上述问题，本文利用技术对小尺寸内螺纹管中的流动沸腾过程进行数值模拟，分析近壁面气泡的滑移长大以及聚并行为，研究质量流速和近壁面气泡行为对管道沸腾换热性能的影响。数学模型多相流模型本文采用多相流模型对内螺纹管中的流动沸腾过程进行模拟。其中与之和为，是液相体积分数，是气相体积分数。当时流体为纯液相流体对竖直环型管中不同过冷度与不同质量流速下的过冷沸腾气泡行为进行了实验研究。等研究表明，流动沸腾过程的传热效果受多种气泡动力学参数的影响。等对光滑管道内的过冷沸腾过程进行了研究，分析了气泡对传热的影响，研究表明，滑动气泡的瞬态导热值大于固定气泡。赵然等对在微细管道中的流动沸腾过程进行了研究，发现气泡体积的增大主要是通过气泡自身相变和相邻气泡合并。上述研究揭示了气泡行为对沸腾探究内螺纹管流动沸腾过程中气泡行为及换热特性热力工程论文管中的流动沸腾过程进行数值模拟，分析近壁面气泡的滑移长大以及聚并行为，研究质量流速和近壁面气泡行为对管道沸腾换热性能的影响。数学模型多相流模型本文采用多相流模型对内螺纹管中的流动沸腾过程进行模拟。其中与之和为，是液相体积分数，是气相体积分数。当时流体为纯液相流体，当时为纯气相流体，当时为气液两相共存状态。探究内螺纹管流动沸腾过程中气泡行为及换热特性热力工程论文程的传热效果受多种气泡动力学参数的影响。等对光滑管道内的过冷沸腾过程进行了研究，分析了气泡对传热的影响，研究表明，滑动气泡的瞬态导热值大于固定气泡。赵然等对在微细管道中的流动沸腾过程进行了研究，发现气泡体积的增大主要是通过气泡自身相变和相邻气泡合并。上述研究揭示了气泡行为对沸腾换热性能的影响以及气泡生长规律，对沸腾换热机理的完善起到定的发展作用，然而这些研究多是基于光滑管道，且并未深入源项和气相质量源项。为密度为流体速度，。动量方程为方程式式中，为动力粘度，⋅，F⃗代表了连续表面张力，可被写为方程式其中κ为表面曲率，可写为方程式能量方程方程式式中，是能量源项，为导热系数能量可表示为方程式而且与气液两相体积分数有关，可表示为方程式湍流模型本文采用ε湍流模型，方程如下方程式式中，为湍流脉动动能，ε为湍流脉动道内流型分别为泡状流受限泡状流塞状流和波状环状流。等通过流动沸腾可视化实验也得出相似的结论，证明了本文数值计算方法的可行性。气泡动力学行为是分析和理解流动沸腾机理的关键，因此许多研究人员将重点放在了研究气泡行为上，而这方面的研究大多是通过可视化实验来进行的，。等对竖直环型管中不同过冷度与不同质量流速下的过冷沸腾气泡行为进行了实验研究。等研究表明，流动沸腾过，当时为纯气相流体，当时为气液两相共存状态。探究内螺纹管流动沸腾过程中气泡行为及换热特性热力工程论文。模拟计算方法本次模拟中，动量方程能量方程和湍流方程对流项的差分格式都选用阶迎风格式，将相变模型通过用户自定义程序导入软件中，开启连续表面张力模型，体积分数方程采用算法，设臵步长为可变步长，初始步长为。数学模型验证本文采用模型模拟气液界面演化行为，采换热性能的影响以及气泡生长规律，对沸腾换热机理的完善起到定的发展作用，然而这些研究多是基于光滑管道，且并未深入研究不同气泡行为对管壁传热的影响。在流动沸腾过程中，内螺纹管内表面上凹凸不平的螺纹使管内流体产生次旋流，近壁面工质流速增加，加强了管内换热，而产生的次旋流影响了管内气泡行为，进步影响了管内换热特性。当前还没有对于内螺纹管中沸腾气泡行为的研究，而且相关可视化实验难以开展，所以深入研究内螺纹能耗散率，为由于时均速度梯度产生的湍流动能，ε和ε是常数系数。ε模型可用来处理高应变率的流动，也可以很好地处理近壁面流动。相变模型本文使用的是由等提出的相变模型。其中表示流体温度，表示工质饱和温度，本次模拟设定饱和温度为。气泡动力学行为是分析和理解流动沸腾机理的关键，因此许多研究人员将重点放在了研究气泡行为上，而这方面的研究大多是通过可视化实验来进行的，。等探究内螺纹管流动沸腾过程中气泡行为及换热特性热力工程论文影响不同于光滑管内流动沸腾过程，内螺纹管内流动沸腾过程中的气泡聚并行为更加复杂，也更加常见。在内螺纹管内流动沸腾过程中，已脱离壁面的气泡主要通过聚并其他气泡的方式来增大体积。如图所示，图中曲线代表气泡轮廓，气泡随主流向右运动，在气泡运动过程中会出现聚并行为图，取壁面为研究壁面。气泡合并会带动其附近液体，产生速度较快的涡流场。液相和气相的连续性方程分别为方程式式中，和分别是液相质量，会产生次旋流，目标气泡在浮力作用下离开齿底壁面，沿螺纹齿向上滑移但并未脱离螺纹齿，而是在主流和次旋流的作用下停留在齿上部，继续长大图，由于气泡脱离齿底壁面，齿底壁面温度近似等于其附近液体温度，壁面换热系数有明显提升图与图线。目标气泡继续长大，并逐渐充满齿间图，右齿侧壁面由于气泡覆盖，温度上升，壁面换热系数较小图与图线。随着沸腾过程的进行，齿间目标气泡不断聚并其他小气泡，其体积持续增腾气泡行为及换热特性研究低温与超导，。在其他条件给定的情况下，当入口质量流速分别为，和时，内螺纹管内平均换热系数分别为，和。由此可知，随着质量流速的增加，内螺纹管内平均换热系数增加。气泡滑移长大行为对换热性能的影响管壁面换热系数并非随时间的增加而不变，而是与管内流体的流动状态和近壁面气泡行为密切相关，因此，有必要对内螺纹齿间气泡行为进行研究气泡在多种力的作用下，并未脱离管壁面，而是在齿间不断滑移长大，随着其体积逐渐增大，会覆盖螺纹齿，使局部壁面传热效果下降。与光滑管相比，内螺纹管近壁面处的气泡行为更加复杂。近壁面处不同气泡聚并时，会带动气泡附近液体，产生速度较大的涡流场，使管道壁面与工质之间的换热效果增强，聚并气泡附近的管壁面换热系数出