摘要：针对空冷凝汽器上的逆流凝结管,用扩散层模型模拟管内空气–蒸汽的组分输运,用多相流理论中的VOF方法建立管内两相流的控制方程,分别用Lee模型与CSF模型计算方程中的质量与动量源项。在一根仿真样管（长宽高尺寸：1000mm？5mm？50mm,倾斜角：60？）上,运行9个算例,对管内两相流的凝结换热与流动进行数值模拟。数值结果表明,在样管出口管段,管壁上的热流密度波动较大;当样管入口的空气含量超过1.0%时,不可凝气体对管内蒸汽凝结的影响不可忽略。获得了管内气相组分浓度的标量场,发现,扩散层内存在的空气浓度梯度是管内蒸汽凝结性能恶化的原因。利用瞬态计算,捕捉到管内复杂的动力学特性,包括液膜悬空、液膜爬坡与液滴夹带,发现这些特性会破坏管内扩散层的稳定与完整,增强蒸汽凝结;用可视化的两相流体积分数云图,表现液膜悬空、爬坡溢出以及液滴从形成到抛起的连续过程,并分析这些现象发生时,两相流的速度特征;数值计算还得到了管壁上液膜的流型,将其定性为溪状流。

关键词：空冷凝汽器 逆流管 扩散层 多相流 凝结 

单位：华北电力大学控制与计算机工程学院; 北京市昌平区102206