耦合动态接触角模型的微通道内流动沸腾传热特性数值模拟研究

【作者】 吴佳龙； 韦宏洋； 田瑞峰； 谭思超；

【机构】 哈尔滨工程大学核科学与技术学院反应堆工程研究所；

【摘要】 接触角会影响气泡的产生和分离,而由于微通道的微尺度效应使得表面张力和润湿性的影响增大,使得接触角的影响会进一步放大。所以静态接触角在微通道内流动沸腾的模拟中具有局限性。气泡的生长和分离会引起接触角的变化,进而引起气泡形状、流型和壁面换热系数改变,因此如何耦合动态接触角模型以实现微通道内流动沸腾现象的准确模拟是一个需要解决的问题。本文首先基于现有的动态接触角模型(如Kistler、Yokoi、Cox等经验模型),将该模型与VOF模型相结合;然后在此方法的基础上对微通道内流动沸腾过程中气泡生长和分离行为进行模拟,并将结果与现有的实验数据对比分析,验证该方法的可行性;最后基于动态接触角模型对微通道内的气泡生长行为和流动换热特性进行研究。结果表明,将动态接触角模型与VOF模型相结合的方法可以更准确的模拟微通道内流动沸腾行为,从而提升了数值模拟方法在微通道内流动沸腾模拟的适用性和准确性。更多还原