波动加热下微通道流动沸腾的格子Boltzmann模拟

作者：陈玉; 李志松; 林涛; 全晓军^*

来源：热科学与技术, 2023, 22(06): 599-605.

DOI：10.13738/j.issn.1671-8097.021083

• 微通道
• 流动沸腾
• 薄液膜
• 波动加热

为研究通道内的流型演变，采用单组分多相格子玻尔兹曼模型模拟波动加热下二维微通道内的流动沸腾。通过速度分析解与半经验公式分别验证模型流场和温度场的准确性。探究雷诺数(4.5≤Re≤9.0)和温度分布(0.01≤A≤0.03)对传热和流型的影响，分析薄液膜和温度梯度的作用机制，揭示微通道流动沸腾的传热机理。模拟结果表明通道内流型将从泡状流、塞状流，变成拉长气泡流、环状流。雷诺数减小时，气液相变速率加快、薄液膜厚度减小，进而增强换热。随着雷诺数减小，加热壁面上热流密度的峰值点向上游转移。马兰戈尼对流(Marangoni convection)的出现导致薄液膜厚度增加，从而换热效果随着温度分布波动性的增大而受到削弱。

• 单位
  上海交通大学; 上海卫星工程研究所