球形液滴蒸發(fā)的對流傳熱數(shù)值模擬.pdf

1、球形燃料液滴的蒸發(fā)過程是各類熱機(jī)燃燒室內(nèi)燃料燃燒過程的重要階段，直接影響設(shè)備運(yùn)行的可靠性與技術(shù)性能。目前，在對液滴蒸發(fā)數(shù)值模擬時，都是假設(shè)液滴表面對流換熱系數(shù)均勻，然后通過實驗關(guān)聯(lián)式求得，由于實際流動場的復(fù)雜性，液滴表面特性并不是均勻，因此了解液滴表面的局部蒸發(fā)特性，各種實驗關(guān)聯(lián)式計算所得努塞爾數(shù)與根據(jù)實際流動場中傳熱傳質(zhì)特性計算而得努塞爾數(shù)之間的差別，對于更進(jìn)一步了解流動場中液滴蒸發(fā)作用都有很大的意義。
　　本文首先通過商業(yè)軟件

2、FLUENT以及其自帶自定義函數(shù)(UDF)，對等溫液滴平衡蒸發(fā)模型進(jìn)行等效，建立了不考慮半徑變化的變物性等溫液滴平衡蒸發(fā)的整場數(shù)值模擬計算模型。在上述模型的基礎(chǔ)上分析并總結(jié)了以下內(nèi)容：
　　1.對低雷諾數(shù)小粒徑條件下的正葵烷液滴蒸發(fā)過程進(jìn)行數(shù)值模擬，分析了液滴表面的蒸發(fā)流動(斯蒂芬流)以及局部換熱(局部奴塞爾數(shù))特性。數(shù)值計算結(jié)果表明，在考慮液滴表面?zhèn)髻|(zhì)的情況下，對于相同的液滴溫度，相同的來流雷諾數(shù)而言，粒徑不等的液滴，表面無量綱

3、斯蒂芬流和液滴表面相應(yīng)位置的局部努賽爾數(shù)未必相等，這與來流沖擊表面無傳質(zhì)硬球規(guī)律不一致?？偨Y(jié)了液滴蒸發(fā)過程中影響液滴表面斯蒂芬流分布的因素。
　　2.將不同條件下的液滴平均奴塞爾數(shù)，與用液滴蒸發(fā)計算中常用到的五個實驗關(guān)聯(lián)式計算所得經(jīng)驗奴塞爾數(shù)進(jìn)行了比較，計算出兩者的相對誤差，分析了產(chǎn)生誤差的部分原因。
　　考慮到等溫平衡液滴整場數(shù)值模型的局限性，本文還建立了液滴內(nèi)部流動場數(shù)值計算模型，并且編制和調(diào)試了相應(yīng)計算程序，為下一步建