溴化锂溶液在亲水水平圆管表面降膜流动的数值模拟-东南大学学报.PDF

第４６卷第４期 东南大学学报（自然科 学版 ） Ｖｏｌ．４６ Ｎｏ．４ 　 ２０１６年７月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） 　 Ｊｕｌｙ２０１６ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－０５０５．２０１６．０４．０１３ 溴化锂溶液在亲水水平圆管表面降膜流动的数值模拟 吉　鸽　吴嘉峰　陈亚平　纪光菊 （东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室，南京２１００９６） （东南大学能源与环境学院，南京２１００９６） 摘要：为了研究润湿性对水平管外降膜流动性能的影响，基于有限元法建立二维两相流模型，模 拟了溴化锂水溶液在水平圆管外亲水表面不同润湿性（静态接触角０°～６０°）的降膜流动过程； 探究了液体在不同润湿性的水平圆管外壁铺展成膜的瞬态特性；分析了稳定后液膜厚度和液膜 表面速度的分布特征．结果表明：当水平管外壁润湿性降低或静态接触角增加时，液体在水平管 外铺展成膜所需的时间增加，液膜最前端液体的堆积量增大；达到稳定状态后液膜厚度沿周向呈 先减小后增大，液膜速度沿周向呈先增大后减小的变化趋势；液膜最小厚度或最大速度位于周向 角１２０°左右；根据液膜厚度沿周向角分布模拟值与实验数据的比较结果，对Ｎｕｓｓｅｌｔ液膜厚度表 达式进行了修正． 关键词：润湿性；降膜；水平圆管；瞬态特性；液膜厚度 中图分类号：ＴＫ１２４　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００１－０５０５（２０１６）０４０７５１０６ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｆａｌｌｉｎｇｆｉｌｍｆｌｏｗｏｆａｑｕｅｏｕｓｌｉｔｈｉｕｍ ｂｒｏｍｉｄｅｓｏｌｕｔｉｏｎｏｖｅｒｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｒｏｕｎｄｔｕｂｅ ＪｉＧｅ　ＷｕＪｉａｆｅｎｇ　ＣｈｅｎＹａｐｉｎｇ　ＪｉＧｕａｎｇｊｕ （ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｎｅｒｇｙＴｈｅｒｍａｌＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ） （ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙｏｎｆａｌｌｉｎｇｆｉｌｍｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｏｖｅｒｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｒｏｕｎｄｔｕｂｅ，ａｔｗｏｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｔｗｏｐｈａｓｅｆｌｏｗｍｏｄｅｌｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ（ＦＥＭ）ｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｆａｌｌｉｎｇｆｉｌｍｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｏｆａｑｕｅｏｕｓｌｉｔｈｉｕｍｂｒｏｍｉｄｅｏｖｅｒｈｙｄｒｏｐｈｉｌ ｉｃｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｒｏｕｎｄｔｕｂｅｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｉｅｓ（ｓｔａｔｉｃｃｏｎｔａｃｔａｎｇｌｅｆｒｏｍ０°ｔｏ６０°）．Ｔｈｅｔｒａｎｓｉ ｅｎｔｂｅｈａｖｉｏｒｓｏｆｆｉｌｍｆｌｏｗｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｏｆｓｔｅａｄｙｆｉｌｍｔｈｉｃｋｎｅｓｓａｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙａｌｏｎｇ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｔｕｂｅｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅｓｔａｔｉｃｃｏｎｔａｃｔａｎｇｌｅｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｏｒｔｈｅｗａｌｌｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙｄｅｃｒｅａｓｅｓ，ｔｈｅｔｉｍｅｓｐｅｎｔｏｎｆｉｌｍｓｐｒｅａｄｉｎｇｐｒｏｌｏｎｇｓａｎｄｔｈｅａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｑｕａｎｔｉｔｙｏｆｔｈｅｌｉｑｕｉｄａｔｔｈｅｆｏｒｅｆｒｏｎｔｏｆｔｈｅｆｉｌｍｉｎｃｒｅａｓｅｓ．Ｔｈｅｆｉｌｍｔｈｉｃｋｎｅｓｓｆｉｒｓｔｄｅｃｒｅａｓｅｓａｎｄｔｈｅｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｓａｌｏｎｇｔ