氣泡泵是無泵制冷循環(huán)的核心部件,熱流密度是影響氣泡泵運行的重要參數(shù)之一,在實際運行中與進口流量之間存在耦合關系。利用兩相流理論建立三維氣泡泵兩流體模型,通過文獻實驗數(shù)據(jù)驗證了本文模型的正確性。以1atm下飽和水為工質,采用CFX-19模擬研究熱流密度對于出口液相表觀速度的影響。結果表明出口液相表觀速度隨熱流密度的增大先增大后減少,存在一個最佳熱流密度。通過模擬不同管徑和進口質量流量的氣泡泵,發(fā)現(xiàn)最佳熱流密度與進口質量流量存在二次函數(shù)關系,與管徑成一次函數(shù)關系。而最小熱流密度只與管徑成二次函數(shù)關系。最佳、最小熱流密度的預測對于氣泡泵實際運行有一定的參考價值。

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【部分圖文】：

圖1 氣泡泵運行原理的示意圖

氣泡泵是無泵制冷循環(huán)中的動力之源，僅僅靠一根垂直管內生成的氣液兩相流動就可以為整個循環(huán)提供驅動力，將制冷劑從低位儲液器提升到高位儲液器，如圖1。由于此特性，氣泡泵具有低品位能源（太陽能、廢水余熱等）驅動，無活動部件，系統(tǒng)相對穩(wěn)定，噪聲低的優(yōu)點。因此，氣泡泵受到國內外學者的關注。氣....

圖2 模型簡化示意圖

由于所研究的氣泡泵為垂直圓管的形狀，相對于中心線軸對稱，可以假定在圓周方向上物性參數(shù)梯度為零。另外，為了減少網(wǎng)格數(shù)量，降低計算量，將取1/4垂直圓管為計算域，在兩個切面上設置對稱邊界條件以模擬整根垂直管，管壁厚度忽略，簡化模型如圖2。采用ANSYS中的ICEMCFD軟件對模型劃....

圖3 進口處網(wǎng)格劃分示意圖

圖2模型簡化示意圖管道入口處的質量流量和溫度指定為均勻分布，出口設定壓力邊界條件�？紤]到壁面上氣泡生成過程中存在滑移現(xiàn)象而不受剪切力作用，而液相在邊界層滿足無滑移條件。表1為氣泡泵模擬的參數(shù)。

圖4 與實驗結果對比

最終采用以上模型對氣泡泵泵內流動沸騰進行模擬分析，為了驗證模型的有效性，將利用所建立的模型分別對孫奇[14]和C.C.Bartolemei[15]的實驗方案下進行數(shù)值模擬，并分別將模擬得到的空泡份額分布結果與文獻中的結果進行對比。文獻工況如表2所示，對比結果如圖4所示。與孫奇實驗....

本文編號：4056812