唐子诚,韩泽冉,郑丹,马挺
摘要: 两相水冷换热器因其换热高效、结构紧凑,在航空热管理系统具有重要影响前景。在先进界面解析技术的支持下,耦合合理的相变模型对于准确模拟两相水冷换热器的流动沸腾特性至关重要。然而,经验系数的不确定性和相变理论的复杂性给相变模型的发展带来了巨大挑战。本文提出了有限界面热流相变模型,通过考虑相界面网格内的界面位置,将界面热流转化为有限相界面内网格的相变源项。首先,通过一维Stefan和二维池沸腾基准问题验证了模型,并得出相界面瞬时位置与时均努塞尔数的偏差分别为3.33%与1.2%。然后,通过三维管内沸腾基准问题验证模型,得出瞬时气泡直径偏差为4.48%。最后,通过流动沸腾实验进一步验证模型,得出最小壁面过热度偏差为14.4%且两相流态模拟结果符合流态识别准则数的预测范围。本文提出的模型优于现有的相变模型,有望为航空航天两相水冷换热器的设计优化提供可靠的数值研究手段。
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