規(guī)整填料表面薄膜流動(dòng)過程與蒸發(fā)性能仿真

珠海格力電器股份有限公司 空調(diào)設(shè)備及系統(tǒng)運(yùn)行節(jié)能國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 左雙全 胡雪音 朱 豪 畢 然

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規(guī)整填料是一種氣-液接觸設(shè)備，基于其較大的比表面積，為氣液兩相的傳熱與傳質(zhì)過程提供高效的接觸空間。規(guī)整填料的高效性以液相在其表面的均勻分布為前提，這就要求填料本身能夠很好地被液相浸潤(rùn)，即要求填料具有較大的有效浸潤(rùn)面積。填料的有效浸潤(rùn)面積是液膜在其表面進(jìn)行薄膜流動(dòng)的結(jié)果，因此研究并獲取規(guī)整填料表面液膜流動(dòng)過程的狀態(tài)顯得非常重要。

填料或介質(zhì)是直接蒸發(fā)冷卻器的核心部件。目前,填料主要有木絲填料、剛性填料和合成填料3種[1]。填料表面液膜流動(dòng)過程相對(duì)復(fù)雜，填料材料表面特性、淋水密度、氣相流速及液相物性等都會(huì)對(duì)液膜布液過程及氣液兩相的傳熱傳質(zhì)過程產(chǎn)生很大的影響[2]。

早在20世紀(jì)初，Nusselt就開始嘗試研究并描述液膜的流動(dòng)過程，建立了液膜在無限大平板上的降膜理論，并給出液膜厚度、液膜厚度方向流速及表面流速推導(dǎo)式[3]。在此之后，Nakyaa等人針對(duì)液膜表面波動(dòng)發(fā)生的臨界條件、波動(dòng)頻率及波速等進(jìn)行了研究，認(rèn)為光滑的液膜表面也可能會(huì)受到氣液剪切力的影響，當(dāng)雷諾數(shù)Re超過某一極限時(shí)，液膜表面流動(dòng)不穩(wěn)定，產(chǎn)生界面波動(dòng)[4]。

薄膜表面界面波的產(chǎn)生機(jī)理及運(yùn)動(dòng)特性激起了一些學(xué)者的興趣。其中，Miyara的研究揭示了薄膜流態(tài)轉(zhuǎn)變的過程：與流體的層流-湍流轉(zhuǎn)變過程非常類似，薄膜流態(tài)的轉(zhuǎn)變以臨界Re為界限，可大致劃分為：完全平滑區(qū)、正弦波動(dòng)區(qū)(過渡區(qū))、滾動(dòng)波區(qū)及完全湍流區(qū)[5]。……