定热流密度条件下的包络化合物浆管内湍流融化过程模拟.pdfVIP

定热流密度条件下的包络化合物浆管内湍流融化过程模拟 宋文吉，肖睿，黄冲，冯自平* （中国科学院广州能源研究所，广州，510640） 摘要 摘要 摘摘要要 采用混合物模型，对包络化合物浆(CHS)这类固液两相浆状流体在水平管内的湍流换热过程进行了数 值模拟，得到了管内截面的温度分布及管长方向的融化过程，为类似的固液两相浆状流体的对流换热融化 过程的模拟提供了一种方法，同时为包络化合物浆在潜热输送领域的应用提供了基础数据。 关键词 关键词 关关键键词词 固液两相流，湍流换热，TBAB CHS，模拟 SIMULATIONSONMELTING PROCESSOFTBABCHSUNDERTURBULENT FLOWWITH CONSTANTHEATFLUX Abstract: Abstract: AAbbssttrraacctt:: Based on Mixture Model, simulations on one kind of solid-liquid fluid, such as TBAB CHS, under turbulent flow in horizontal pipe were conducted. Temperature distributes along radius direction and melting process along longitude direction were obtained. Those could provide an useful method for simulations on melting process of slurry-like fluid, and meanwhile, it could providebasicdataforTBABCHS’sapplicationsinlatentheattransportationsystems. Keywords: Keywords: KKeeyywwoorrddss::solid-liquidtwo-phaseflow;turbulentheattransfer;TBABCHS;simulation 囊（MPCM）相比，CHS在热量传递的同时伴随着质 0 前言 量的传递，相变过程需要考虑相间的传质，这增加 了对流传热模拟的难度。 固液两相浆状流体是常见的冷量输送介质及 蓄冷介质，如冰浆、包络化合物浆、相变微胶囊等， 它们被称之为功能性热流体材料[1]，在中央空调 基金项目：国家自然科学基金(No.U0634005)，国家 863 计划 系统及潜热输送系统中有广阔的应用前景。 (No.U063405)，广东省科技计划(No.2006 目前，对这类浆状流体的流动与换热特性研究 作者简介：宋文吉，（1978- ），男，助理研究员。 的还很不充分。大多数工作集中在实验研究方面， 通讯作者：冯自平，（1968-），男，研究员。 将浆状混合物看作一种单相流体，研究其流动阻力 和对流换热特性[2-6]。这更多体现的是一种工程 思路——注重宏观表现，忽略微观因素。通过计算 模拟的方法，对浆体的管内流动与传热的微观特性 1 控制方程 进行研究，无疑将有助于对其流动和传热等传输机 理的理解。 TBAB CHS中固液两相的密度差较小，流动过程 本文以 TBAB 包络化合物浆（Clathrate 中的分层不明显，由此建立二维模型，模型的示意 Hydrate Slurry，简写为CHS）为载冷介质，模拟CHS 图如图1。 在水平管内的湍流对流换热融化过程。与相变微胶