分层液膜流动传热特性及影响因素分析的中期报告.docx

分层液膜流动传热特性及影响因素分析的中期报告
中期报告
一、研究背景
液膜流动是许多工程领域中常见的传热方式，包括化工、电力、冶金等。在工业生产中很多设备中都存在液膜流动，如热交换器、蒸发器、液体冷却器、石油加工塔等。因此，研究液膜流动传热特性具有广泛的应用前景和重大的理论意义。
近年来，随着科学技术的发展和实验方法的更新，对于传热特性的研究越来越受到重视。液膜流动作为一种传热方式，其传热特性对于科学研究和工业应用非常重要。因此，本研究采用数值模拟的方法，研究了分层液膜流动的传热特性及其影响因素。
二、研究内容
1.分析分层液膜流动的特性，并建立相应的物理模型。
2.基于数值模拟方法，研究不同工况下分层液膜流动的传热特性，包括其温度分布、传热系数等。
3.分析影响液膜流动传热特性的因素，如液体性质、流动速度、液膜厚度等。并通过数值模拟方法，研究这些影响因素对液膜流动传热特性的影响。
4.收集分析已有的实验结果与本模拟结果进行比较。
三、研究方法和进展
1.建立物理模型
本研究建立了一个二维、稳态、分层液膜流动的数学模型，并基于Navier-Stokes方程和能量方程对其进行求解。模拟条件为液体纯水，工况为不同流速和不同液膜厚度下的液膜流动。
2.数值模拟
采用COMSOLMultiphysics软件进行了数值模拟。首先，建立二维平面几何模型，包括直角三角形几何体和流体域。对于直角三角形几何体，通过建立多边形边界实现。对于流体域，采用三角形网格进行剖分，保证流场计算精度。建立好数学模型和网格后，进行计算的具体步骤为：设置流体物性参数、设置边界条件、设置微分方程及需要求解的物理量、求解微分方程。
3.初步结果
采用数值模拟方法计算不同条件下的分层液膜流动传热特性。分析得到的结果显示，流速对传热系数有较大影响；液膜厚度影响不大，但较小的液膜厚度可以使传热系数略微上升，同时相应的温度梯度与液膜宽度相关。
四、研究展望
1.进一步优化数值方法，增加实验数据的精度与数量证实本研究结果的可靠性及应用前景。
2.探究液体不同物性及其他影响因素对液膜流动传热特性的影响。
3.将研究结果应用于液膜传热领域相关的工业设备中。