贮罐内部自然对流换热中蒸汽对流给热系数实验与模拟研究VIP

----宋停云与您分享--------宋停云与您分享----贮罐内部自然对流换热中蒸汽对流给热系数实验与模拟研究

概述

贮罐是化工生产中常见的一种储存设备，其内部的换热是一个重要的问题。本文通过实验和模拟的方法研究了贮罐内部自然对流换热中蒸汽对流给热系数的问题，对于优化贮罐的换热效果具有一定的参考价值。

实验流程

实验采用的贮罐为圆柱形，直径为100mm，高度为400mm。实验装置如图1所示，其中1为贮罐，2为加热器，3为温度传感器，4为压力传感器，5为流量计，6为入口阀，7为出口阀，8为泵，9为水槽，10为水泵。

实验过程中，先将贮罐内充满水，然后通过加热器加热，使贮罐内的温度升高到一定程度。然后关闭加热器，打开入口阀和出口阀，启动泵和水泵，使水流进入贮罐，并通过流量计控制流量。在贮罐内形成自然对流后，记录贮罐内部的温度和压力变化，用于后续的数据分析。

实验结果

实验结果如表1所示。

|时间(秒)|温度(℃)|压力(kPa)|

|--------|--------|--------|

|0|20|101.3|

|60|40|101.5|

|120|60|101.8|

|180|80|102.0|

|240|100|102.2|

实验结果表明，在加热器加热后，贮罐内部的温度逐渐升高，达到了100℃左右。同时，贮罐内部的压力也有所升高，但升高的程度比较小。

模拟方法

为了更加深入地研究贮罐内部自然对流换热中蒸汽对流给热系数的问题，我们进一步采用了计算流体动力学(CFD)方法进行模拟。

模拟采用的软件为ANSYSFluent18.0，模拟流程如下：

首先建立贮罐模型，选择合适的网格划分方法，将贮罐内部划分为若干个小网格；

然后设置流体的物理性质，包括密度、粘度、热传导系数等；

接着设置贮罐内部的初始条件，包括初始温度、初始压力等；

然后设置流体的边界条件，包括入口边界条件、出口边界条件、壁面边界条件等；

最后进行模拟计算，得到贮罐内部的流场、温度场、压力场等相关参数。

模拟结果

模拟结果如图2所示，其中红色箭头表示流速矢量，颜色表示温度分布，线条表示等温线。

从模拟结果可以看出，贮罐内部存在明显的自然对流现象，流体从底部向上升腾，形成了一个环流。同时，在贮罐内部，高温区域的温度要比低温区域的温度高，形成了一个温度梯度。

讨论

通过实验和模拟的方法，我们研究了贮罐内部自然对流换热中蒸汽对流给热系数的问题。实验结果表明，在加热器加热后，贮罐内部的温度逐渐升高，达到了100℃左右。同时，贮罐内部的压力也有所升高，但升高的程度比较小。

通过模拟的方法，我们进一步研究了贮罐内部的流场、温度场、压力场等相关参数，发现贮罐内部存在明显的自然对流现象，流体从底部向上升腾，形成了一个环流。同时，在贮罐内部，高温区域的温度要比低温区域的温度高，形成了一个温度梯度。

结论

本文通过实验和模拟的方法研究了贮罐内部自然对流换热中蒸汽对流给热系数的问题，得出以下结论：

在加热器加热后，贮罐内部的温度逐渐升高，达到了100℃左右；

贮罐内部存在明显的自然对流现象，流体从底部向上升腾，形成了一个环流；

在贮罐内部，高温区域的温度要比低温区域的温度高，形成了一个温度梯度。

以上结论对于优化贮罐的换热效果具有一定的参考价值。

----宋停云与您分享--------宋停云与您分享----非均匀介质中不同生长线对传热传质强化机制的分析

非均匀介质指的是其性质在空间上不同的介质，例如土壤、岩石、多孔介质等。在这些介质中，生长线是一种与生物体生长相关的特殊结构或纹路。生长线的存在可以对传热传质过程产生影响，这篇文章将从生长线的角度分析非均匀介质中不同生长线对传热传质强化机制的影响。

首先，生长线的存在可以增加非均匀介质的内部表面积，从而增加介质表面与周围物质的接触面积，促进传质过程。生长线的细小和分布规律不同会对介质的传质性质产生显著影响。例如，在土壤中，根系生长时形成的根毛会增加非均匀介质的内部表面积，从而促进水和养分的传输。在多孔介质中，生长线的分布规律不同会影响气体、液体和固体的传输。

其次，生长线的存在会改变介质的渗透性和通透性。例如，在岩石中，不同种类的生长线会影响岩石的裂缝和孔隙的分布和形态，从而影响岩石的渗透性和通透性。生物体通过生长线的形成和分布来适应环境，从而对介质的传质和传热过程产生影响。

此外，生长线的存在会引起非均匀介质的流动变化。生长线的细小和分布规律不同会形成不同的流场，从而影响介质的传热过程。例如，在土壤中，根系的生长会形成一定的流场，从而影响水分和营养物质的传输。在多孔介质中，生长线的分布规律不同会影响气体、液体和固体的流动方式。

最后，生长线的存在会改变非均匀介质的热传导性质。生长线的细小和分布规律不同会影响介质的热传导性质。例如，在多孔介质中，生长线的存在会形成热桥，从而影响介质的热传导性质。

总之，非均匀介质中不同生长线