不凝性气体对竖直平板对流冷凝的影响

摘要：数值研究了不凝空气质量分数、液膜、空气‐蒸气流速等对竖直平板冷凝过程的影响。气液两相流采用流体体积（VOF）法模拟，水蒸气在不凝空气中的输运过程采用组分输运方法模拟。基于气体分子动力学基本理论推导出相变模型，对纯蒸气冷凝过程数值计算并与理论解比较，确定模型系数。数值结果表明，少量不凝空气对蒸气对流冷凝的影响并不十分明显；随着不凝空气质量分数的增加，冷凝换热明显下降；含少量不凝空气的蒸气对流冷凝在忽略液膜影响时壁面换热系数约升高8％；水蒸气‐空气混合气体流速升高对对流冷凝换热系数的提升低于纯对流换热。

关键词：不凝性气体 对流冷凝 数值模拟 

单位：中国科学技术大学热科学和能源工程系 安徽合肥230027