本案例演示利用Fluent仿真计算管内介质受管壁加热后沸腾现象。

1 案例描述

计算模型如图所示。

计算参数如表所示。

2 Fluent设置

2.1 General设置

• 鼠标双击模型树节点General，右侧面板选择Axisymmetric

• 激活选项Gravity启用重力加速度，设置重力加速度为X方向-9.81 m/s2

注：二维模型的对称轴必须为X轴，本案例几何模型是水平放置的

2.2 Multiphase设置

• 鼠标双击模型树节点Models > Multiphase，弹出对话框中如下图所示，选择Eulerian，并选择Boiling Model及Critical Heat Flux

2.3 Models

• 右键选择模型树节点Models > Energy，点击弹出菜单项On开启能量方程

• 鼠标双击模型树节点Models > Viscous，弹出的模型设置对话框中选择RNG k-epsilon湍流模型，选择选项Non-Equilibrium Wall Functions，如下图所示

2.4 Materials

从材料库中添加材料water及water-vapor，并修改其材料参数

• 添加材料后的模型树节点如下图所示

• 如下图所示修改water_liquid材料参数

• 如下图所示修改水蒸气的材料属性参数

注：参数标准状态焓很重要，直接影响到相变量。

2.5 Phase设置

• 鼠标双击模型树节点Models > Multiphase > Phase > Primary Phase，弹出对话框中设置water-liquid为主相，并修改名称为liquid

• 鼠标双击模型树节点Models > Multiphase > Phase > Secondary Phase，弹出对话框中设置water-vapor为主相，并修改名称为vapor，设置Diameter为boiling-dia

• 鼠标双击模型树节点Models > Multiphase >Phase Interactions，弹出对话框中进入Mass标签页，如下图所示进行设置

• 点击Eidt…按钮进入沸腾模型设置对话框，如下图所示进行参数设置

2.6 Boundary Conditions

1、mass-flow-inlet-7

• 鼠标双击模型树节点Boundary Conditions > mass-flow-inlet-7，弹出对话框中如下图所示设置湍流条件

• 鼠标双击模型树节点Boundary Conditions > mass-flow-inlet-7> liquid，如下图所示设置入口速度

• 鼠标双击模型树节点Boundary Conditions > mass-flow-inlet-7 > liquid，切换至Thermal标签页，如下图所示设置液相温度为555 K

• 鼠标双击模型树节点Boundary Conditions > mass-flow-inlet-7 > vapor，弹出对话框中如下图所示设置入口气相质量通量为0

• 鼠标双击模型树节点Boundary Conditions > mass-flow-inlet-7 > vapor，切换至Thermal标签页，如下图所示设置温度为559 k

2、pressure-outlet-4

• 鼠标双击模型树节点Boundary Conditions > pressure-outlet-4，弹出对话框中如下图所示设置参数

• 鼠标双击模型树节点Boundary Conditions > pressure-outlet-4> liquid，如下图所示设置出口液相温度

• 切换至Thermal标签页，设置温度为559 k

• 鼠标双击模型树节点Boundary Conditions > pressure-outlet-4> vapor，如下图所示设置出口气相温度

3、wall

• 鼠标双击模型树节点Boundary Conditions > wall，如下图所示，设置壁面热流为797000 w/m2

2.7 Methods

• 双击模型树节点Methods，右侧面板选择Coupled，并激活选项Coupled with Volume Fractions

2.8 Controls

• 鼠标双击模型树节点Controls，右侧面板如下图所示进行参数设置

2.9 Initialization

• 鼠标右键选择模型树节点Initialization，点击弹出菜单项Initialize开始初始化

2.10 Run Calculation

• 双击模型树节点Run Calculation，右侧面板设置Number of Iterations为6000，点击按钮Calculate开始计算

3 计算结果

• 中间某段气相分布

模型长宽比太大，不便于观察，这里取中间一段来观察气相分布。

• 壁面温度分布

https://pan.baidu.com/s/1SFUQCoxzBCGSVUv_R803rA

提取码：vq9l

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