8、管内冷凝特性与生物柴油生产优化研究

管内冷凝特性与生物柴油生产优化研究

管内冷凝特性研究

在管内冷凝过程中，诸多因素会对其产生影响，如壁温、制冷剂质量流速等。研究人员通过数值模拟对这些因素进行了深入探究。

数学模型与求解方法

研究中考虑的动量和能量方程如下：
- 动量方程：
$\frac{\partial}{\partial t}(\rho_m \vec{u}) + \nabla \cdot (\rho_m \vec{u} \vec{u}) = -\nabla P + \nabla \cdot [\mu_{m,eff} (\nabla \vec{u} + (\nabla \vec{u})^T)] + \rho_m \vec{g} + \vec{F} {\sigma}$
- 能量方程：
$\frac{\partial}{\partial t}(\rho_m E) + \nabla \cdot [\vec{u} (\rho_m E + P)] = \nabla \cdot [k {m,eff} \nabla T] + S_E$
其中，$k$ 为热导率，$\rho$ 为密度，$\vec{F}_{\sigma}$ 为表面张力。这些数学公式使用 ANSYS FLUENT 软件进行求解，同时采用标准 $k - \varepsilon$ 湍流模型来求解湍流参数。

结果与讨论

• 总压降 ：管内壁温与制冷剂质量流速对总压降有显著影响。当管内壁温升高时，总压降降低；而制冷剂质量流速升高时，总压降增加。这是因为制冷剂的质量通量增加了两相流的速度，从而增强了冷凝过程中的总压降，并