- 冰晶颗粒在极地船壳管式换热器海水管内的分布和融化特性的数值模拟研究被引量：1
- 2017年
- 利用计算流体力学(CFD)方法,采用欧拉-欧拉模型和相间传热传质模型相耦合的数学模型,对冰晶颗粒在船舶壳管式换热器的单根海水管内的分布和融化情况进行研究。通过数值模拟分析冰晶在直管和U形管内的分布及融化情况。结果发现:冰晶颗粒主要集中于主流区,且主流区近壁面处比中心处多;相间传质率从壁面到主流区先增大后减小,沿流动方向逐渐增大,而对于U形管,在转弯的地方出现局部相间传质率增大。
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- 关键词：固液两相流数值模拟
- 极地船海水管道海水-冰晶两相流的换热特性分析被引量：7
- 2017年
- 为了防止在极地低温的影响下,船舶海水冷却系统换热管道发生冰堵,保障船舶的航行安全,以海水冷却系统中水平换热管道为研究对象,热焓多孔介质模型为基础建立数学模型,利用CFD软件FLUENT对换热管道的海水-冰晶两相流体进行换热特性数值仿真。仿真结果表明流速对管道换热的影响显著。在以流速为被控量的管道两相流动过程中,为避免管道中冰晶堆积形成堵塞,需要选择合适的流速范围,以确保最优的换热效果,使船舶冷却水系统的正常换热,从而保证动力系统的正常运行。
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- 关键词：FLUENT流速换热冰堵
- 冰晶对极地船海水冷却管路两相流换热规律的影响被引量：1
- 2016年
- 针对极地运输船海水冷却管路不同含冰率情况下冰塞形成问题,运用计算流体力学（CFD）数值模拟方法,计算分析14 500 t散货船部分水平海水冷却管路两相流流动特征,揭示管内冰晶运动速度分布与平均努塞尔数大小变化及管内是否存在不发生冰塞的平均含冰率区间。仿真结果表明,冷却管路平均含冰率超过7%会造成管内冰塞。与以往实验数据对比说明,极地航行时该散货船海水冷却管路确实存在最优含冰率区间,其最优平均含冰率控制区间为2%~6%。
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- 关键词：换热
- 海水-冰晶在极地船换热器中的相变模拟研究被引量：1
- 2018年
- 近年来,随着北极海冰面积的减少,为商船在北极的通航提供了条件。与传统通道不同,北极航道存在大量的冰区,在通航时,冰粒可能与海水一起进入极地船的海水冷却系统。在本研究中,用欧拉-欧拉多相模型和相间传热传质模型研究壳管式换热器直管和U管中海水冰晶的固液两相流和相变特性。得出在直管中冰晶颗粒主要集中在主流区,流动模式为悬浮,并且随着入口速度的增加,冰晶颗粒的融化特性加强。在U管中,由于离心力的作用,管角内壁附近的海水和冰晶颗粒会流向外壁,并随着速度的增加,效果更加明显。在进口速度相同的情况下,U管中有更多的冰粒融化,并且融化的冰晶颗粒量随入口速度的增加而增加。
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- 关键词：固液两相流
- 极地船换热器中海水-冰晶两相流的流动及传热特性的数值研究被引量：2
- 2018年
- 为改善极地船舶在北极航行时换热器的换热以及解决管程的冰堵问题,保障船舶海水冷却系统的运行与控制,基于CFD数值模拟方法,使用欧拉-欧拉双流体模型耦合相间传热传质模型,对海水-冰晶在壳管式换热器入口直管中的流动和传热进行数值模拟,研究入口含冰率和速度对冰晶流动和传热特性的影响.结果表明,冰晶在流动过程中由于融化发生分层现象,增加入口IPF或降低速度,会出现更显著的分层现象且顶部近壁处的冰晶体积分数随之增大.此外,与单相海水传热特性相比,当速度为1.0 m/s时,冰晶会增强传热;当速度为1.5 m/s、IPF小于6%或者速度为2.0 m/s、IPF小于10%时,冰晶对海水-冰晶两相流的传热具有减弱的作用,而且这种影响随入口速度的增加而增大;IPF为20%时,传热系数达到最大值.
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- 关键词：两相流
