将内外螺旋三角翅片管简称iosf管管外冷凝换热表面分成表面张力.ppt

凝结传热区的数学描述 * 内外螺旋三角翅片管管外冷凝传热建模 物理1002班 王亚萍 20100922101 将内外螺旋三角翅片管(简称IOSF 管) 管外冷凝换热表面分成表面张力起主导作用的膜状流冷凝区和重力分量为主导的沟槽内的溪状流排液区, 由此建立了这两个区域相应的数学方程,并进一步导出了联立求解两个区域流动与传热的耦合方程, 实现了对IOSF 管管外冷凝和流动过程的准三维数值模拟. 其数值计算结果具有较高的工程计算精度, 为IOSF 管及纵槽管的冷凝换热器的工程设计及结构参数优化提供了设计计算条件. 基本假设: ( 1) 膜状流区只有沿翅片表面方向的流动,溪状流区只有沿槽Z 方向的流动,且均为稳定的层流. (2) 凝结传热区为膜状流区, 并以导热的方式进行, 溪状流区的传热忽 略不计. (3) 管壁温度沿管长不变, 蒸汽过热过冷以及剪切力的影响忽略不计, 冷凝液的物 性视为常数. (4) 为计算液膜表面张力, 汽液界面近似用抛物线方程描述. ( 1) 汽液界面方程 汽液界面为抛物线CBD , 其中B 点坐标为(0, b) , D 点坐标为( H tg , H ) , = / 2. 由此可得到界面抛物线汽液界面方程为: （1） (2) 翅片表面上的冷凝换热方程 蒸汽在翅片表面的膜状冷凝具有边界层性质, 其控制方程为: 相应的边界条件为: （2） （3） （4） 表面张力所形成的压差dp 由Laplace 公式计算: 由于进入液膜的传热速率必须等于在交界面上由于冷凝造成的能量释放率, 因此可以导 出某一处的质量流量: （6） *