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波形板汽水分离器板壁水膜流动数值模拟
| 论文题名： | 波形板汽水分离器板壁水膜流动数值模拟 |
| 关键词： | 波形板;汽水分离器;板壁水膜流动;数值模拟;VOF方法 |
| 摘要： | 本文对波形板汽水分离器板壁上的水膜流动进行了研究。从流体力学的基本原理出发，通过合理的简化、假设，把复杂的汽水分离过程简化为理想的汽水分离过程。取板壁上水膜的微元体进行分析，建立水膜无波动情况下的水膜流动的连续性方程、动量方程组，给出水膜入口、出口条件和板壁边界条件。采用控制容积法对控制方程组进行离散，对流项采用迎风差分格式，扩散项、连续方程采用中心差分格式。离散方程组采用高斯-赛德尔迭代和持续亚松驰相结合的方法计算，得到板壁水膜的厚度和速度分布。计算结果显示，水膜主要向下流动，汽流流动方向上，水膜厚度和速度在入口处迅速增加，之后在把部分位置厚度和速度不变化；在重力方向水膜厚度和速度一直增加，但增加的速度减小。 建立水膜波动流动的控制方程组，对水膜自由表面任意一点分别进行法向、切向进行受力分析，得到水膜表面动力学边界条件，结合水膜表面运动学边界条件，给出水膜表面的边界条件。以水膜的平均厚度和平均速度的比值为特征值，对控制方程和边界条件简化。假设一扰动源为水膜的入口条件，利用VOF方法对水膜表面的运动进行追踪，模拟水膜自由表面的形状。计算结果显示，水膜在板中部的波动剧烈，水膜表面变形严重，水膜波动的频率对水膜波动的情况有重要影响作用。在一定程度上，本文对波形板汽水分离器二次携带的产生及破膜速度的研究方法有参考价值。 |
| 作者： | 庄亚平 |
| 专业： | 核能科学与工程 |
| 导师： | 张志俭 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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