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摇摆状态下管内降膜流动流场模拟

韩巍  
【摘要】: 将吸收式制冷系统用于远洋渔船的海产品冷冻保鲜是解决我国远洋渔船污染环境、浪费能源的重要途径之一。而了解吸收式制冷系统中最重要的组成部分——吸收器在船舶的颠簸摇摆状态下的性能变化是吸收式制冷系统能否用于渔船的关键。本文主要研究并模拟了摇摆状态下管内降膜吸收过程中的液膜流动流场,为进一步研究摇摆状态下吸收器吸收性能的变化打下了必要的基础。 本文首先研究了船舶在海洋中的运动,建立了船舶摇摆运动的简化物理模型和数学模型,得到了运动附加力的表达式;并在此基础上将吸收管的运动附加力表达式代入静止状态下液膜流动的数学模型中,即得到了摇摆状态下液膜流动的数学模型;然后对液膜流动的数学模型进行了简化,在假定了速度分布的条件下,得出了液膜流动的积分方程,经过以上简化就将求解三维问题转化成为求解二维问题;将积分方程离散化后用数值计算的方法模拟了整个流场。 把数值模拟的流场和静止状态下的流场进行对比,得出了摇摆运动对管内液膜流动具有非常重要影响,相应地对吸收器吸收性能也具有非常重要的影响的结论。最后根据计算结果讨论了喷淋密度,摇摆周期和摇摆幅度对液膜流场的影响,在其他条件不变时喷淋密度越大,摇摆周期越小和摇摆幅度越大沿管周方向的液膜流速分布和液膜形状分布就越不均匀。


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