微流控系统中混合及汽液相变传热的数值模拟

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气体液体相变传质过程的模拟与控制研究

气体液体相变传质过程的模拟与控制研究摘要:本文针对气体液体相变传质过程进行了模拟与控制的研究。

通过建立相应的数学模型和控制策略，对气体液体相变中的传质现象进行了模拟和分析，并提出了相应的控制方法。

实验结果表明，采用所提出的控制策略能够有效地控制气体液体相变传质过程，提高传质效率和产品质量。

关键词: 气体液体相变，传质，模拟，控制，研究引言气体液体相变传质过程在化工、能源和环境领域具有重要的应用价值。

传统的气液相变传质过程存在传质效率低、自动化程度低等问题，为了提高传质过程的效率和控制精度，需要开展相关的模拟与控制研究。

本文旨在通过建立相应的数学模型和控制策略，对气体液体相变传质过程进行模拟与控制的研究，以提高传质效率和产品质量。

1. 相变传质过程的数学模型建立1.1 气体液体相变传质基本原理：在气体液体相变传质过程中，气体从气态转变为液态或从液态转变为气态，并伴随着物质的传质现象。

该过程受到物质的热力学性质、传质过程的动力学特性以及传质界面的影响。

1.2 微观尺度的相变传质模型：微观尺度的相变传质模型基于分子动力学理论和统计力学原理，考虑了分子之间的相互作用和状态变化。

该模型通过描述气体分子的运动、相变过程的速率以及相变界面的形态变化，来揭示相变传质的基本机理。

常用的微观尺度相变传质模型包括基于分子间相互作用势能和浓度梯度的Navier-Stokes方程、Poisson-Boltzmann方程、Fick扩散方程等。

这些模型能够描述相变传质过程中的质量传递、能量传递以及相变界面的动态变化。

1.3 宏观尺度的相变传质模型：宏观尺度的相变传质模型基于连续介质假设和守恒方程，将相变传质过程视为控制体积内物质和能量守恒的过程。

该模型基于传质方程、能量方程和动量方程，描述了气体液体相变传质过程中物质的分布、物质传递速率以及相变界面的动态演化。

常用的宏观尺度相变传质模型包括质量守恒方程、能量守恒方程、动量守恒方程等。

微通道流体物性对流动与传热影响的数值模拟和实验研究

A 辑 2008 年第 4 期
1 前言
随着科技的进步，在电子元件芯片高密度、低线宽的发展趋势下，单位面积散发的热量也跟着上升。散热的问题成为未来能否提升效率的最大关键。微通道散热器是一种创新的冷却技术[1]。探讨微尺度通道与传统流道的流动特性和传热特性之间的差异非常有必要性。近些年来，国内外对微通道内流动和传热现象已有大量的研究文献和报道。 Qu 和 Mudawar[2]对微矩形通道（宽 57μm，高 180 μm）内的传热和流动进行数值模拟计算。采用水为冷却介质，假设各物性参数均为常数。结果显示，流体和固体的温度沿流动方向线性增加，最高温度出现在微通道的出口处的加热上表面。热流密度和 Nu 数在进口处有最大值，但在边角区域几乎为零。 Toh 和 Chen [3]等人对矩形微通道内的流动传热进行详细的讨论。模型假设流体各物性参数随温度变化。发现特别在低雷诺数时，由于加热的原因，流体温度升高。导致流体黏度减小，摩擦系数降低。在现有文献中，大多数的研究都是建立在流体物性为常数的前提下进行的。但在低雷诺数的情况下。如果系统存在较大温度差，那么随温度变化的物性参数也会有较大的波动。
高为 200μm，工质采用去离子水。讨论流体热物性随温度变化对流动传热特性的影响。并把实验数据、模拟结果和文献
参考值比较。结果显示，恒热流边界条件下，由于热量加入导致流体温度沿流动方向升高，摩擦系数沿流动方向有递减趋
势。进口处的 Nu 数有最大值，在 L*=0.2 处降到最小值，之后又攀升到充分状态时的 Nu 数值。在充分发展段，Nu 数保持
表 1 微通道换热芯片结构尺寸/μm
Wch
H
Ww
S
Wh
Lh
Nch
50 200 100 475 60 10000 64

周期性变截面微通道液体流动与传热特性的数值模拟

周期性变截面微通道液体流动与传热特性的数值模拟1夏国栋，柴磊，周明正，杨瑞波北京工业大学环境与能源工程学院，传热强化与过程节能教育部重点实验室及传热与能源利用北京市重点实验室，北京（100124）E-mail：xgd@摘要：本文针对周期性变截面微通道内单相液体流动与传热特性，以等截面矩形微通道作为参照，利用CFD计算流体力学模拟与分析软件进行三维数值模拟。

模型采用有限体积法离散，SIMPLEC算法进行层流计算。

讨论了周期性变截面微通道热沉在不同热流密度不同Re数下流体流动特性和传热特性，并与相同条件下等截面矩形微通道的模拟数值相比较。

分析结果显示周期性变截面微通道具有很好的流体流动特性和传热特性，能够很好地解决高热流密度元器件的散热问题。

同时分析得知粘度随温度变化和粘性耗散对流动和传热影响不能忽略。

关键词：周期性变截面；微通道；数值模拟中图分类号：0 前言随着微机电系统的发展及其应用领域的不断扩大，高度集成电路的散热问题越来越突出，传统冷却器的设计极限与制作技术已无法满足散热的要求。

近些年来，有关微通道内液体流动与传热的的研究越来越引起人们的重视。

随着微加工技术的日臻完善，一些基于不同传热机理、设计新颖、性能优越的微型热沉不断涌现，周期性变截面微通道热沉便是其中的一种。

周期性变截面微通道热沉与等截面矩形微通道热沉结构上的区别是在微通道壁面开凿间距相等形状规则的凹穴。

周期性变截面微通道热沉凹穴的设计，使微通道内流体流动分为等直径流速型和弧形流速型，流体在反复改变速度和压力梯度下进行，产生的漩涡冲刷着边界层，使边界层不断地中断和再发展。

同时扇形凹穴增大了传热面积，使传热效果显著提高。

因此，与等截面矩形微通道热沉相比，周期性变截面微通道热沉在强化微尺度传热方面具有明显的优势。

近些年来,国内外对微通道内流动和传热已有大量的研究文献和报道。

Gan和Xu[1]基于热边界层中断技术, 设计了一种交错结构的微通道热沉，通道当量直径为155.3µm，研究发现具有交错结构的微通道热沉能够减小微通道进出口压差,并且能较好地强化换热。

水力学聚焦微通道中气液两相流动的数值模拟

水力学聚焦微通道中气液两相流动的数值模拟吕建华;李品;高梦璠;殷明海【摘要】The gas-liquid two-phase flow in the hydrodynamically focused microchannels was investigated via computational fluid dynamics (CFD) method. Film was formed in the micro-channels and the film formation process included three stages. Surface pressure, shear stress force and surface tension force were changed during the film formation process. The effects of two-phase pressure change on the two-phase flux and film thickness were investigated. The results of numerical simulation showed that the pressure changing had little influence with constant two-phase pressure ratio at 1, while changing the ratio showed the significant influence.%采用计算流体力学方法,考察了水力学聚焦微通道中气、液两相的流动状态.气、液两相在微通道中呈膜状流动,成膜过程可划分为 3 个阶段,液相表面压力、黏性力和表面张力在该过程中不断变化.考察了两相入口压强对两相流量和膜厚的影响,模拟结果显示:保持两相压强比值不变,同时改变两相压强,影响不显著;改变两相压强比值,影响显著.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2015(066)009【总页数】7页(P3398-3404)【关键词】计算流体力学;水力学聚焦;两相流;微通道【作者】吕建华;李品;高梦璠;殷明海【作者单位】河北工业大学化工学院,天津 300130;河北工业大学化工学院,天津300130;河北工业大学化工学院,天津 300130;河北工业大学化工学院,天津300130【正文语种】中文【中图分类】TQ021.1自20世纪90年代以来，微化工系统因其传质传递速率快、安全性高、集成度高、可控性强、放大效应小以及过程节能等优点[1]逐渐成为研究的热点。

微通道内液-液多相流数值模拟研究进展

Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｍｕｌｔｉｐｈａｓｅｆｌｏｗｉｎｍｉｃｒｏｃｈａｎｎｅｉｓ
Ｌｊ．Ｘｉａｎｇｄｏｎｇ，ＳＵＮＱｉｎｇ，ＷＵＬｉａｎｇｙｕ，Ｃｈｅｎｇ，ＬＩＬｅｉ。，ＺＨＡＮＧＣｈｅｎｇｂｉｎ
刘向东，孙清，吴梁玉，于程，李蕾，张程宾
（扬州大学水利与能源动力工程学院，江苏扬州２２５００９；东南大学能源与环境学院，江苏南京２１００９６）摘要：液滴微流控技术在化学化工、生物医学等领域具有良好的应用前景，而微通道内的液一液多相流动则是液滴微流控技术中最常见的流动现象，深入研究其机理及其内在规律对相关装置与过程的优化设计具有重要的指导意义。本文系统地综述了研究微通道液一液多相流常用数值研究方法，回顾了连续力学方法与介观动理学方法的研究进展，详细介绍了界面追踪方法与界面捕捉方法的特点以及常用模型，讨论了多种模型的应用情况，论述并对比了不同模型的优势与限制。为进一步开展微通道液～液多相流行为规律及其内在机理的研究提供有益借鉴。微通道内多相流动涉及多种流体与界面的相互耦合，应进一步深入研究在模型简化的基础上实现更精确的界面与流体动力学行为描述。
ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）

微流控系统中混合及汽液相变传热的数值模拟的开题报告

微流控系统中混合及汽液相变传热的数值模拟的开题报告1. 研究背景微流控技术作为一种具有高效性、灵活性、精度高、消耗小等优点的流体控制技术，已经被广泛应用于微流分析、微反应器、生物芯片等领域。

在微流控系统中混合及汽液相变传热问题是一个重要研究方向，对于微流控系统的性能优化和应用推广具有重要的理论和实际意义。

2. 研究内容本文主要研究微流控系统中混合及汽液相变传热问题的数值模拟方法及其应用。

具体内容包括：(1) 建立微流控系统的流体力学模型和热传模型，包括流场、温度场和相变界面等;(2) 对微流控系统中不同流动模式及流场变化下的混合行为进行分析和模拟，包括分子扩散、对流扩散、离散元法等;(3) 对微流控系统中的汽液相变传热现象进行数值模拟和研究，包括凝结/蒸发传热、界面形态演化、相变速率及相关热物理参数的影响等;(4) 利用流体力学软件（如ANSYS Fluent等）对微流控系统中混合及相变传热的数值模拟进行验证和分析，并与实验结果进行对比，验证模型的准确性和可行性；(5) 探讨微流控系统中混合及汽液相变传热问题对微流控系统性能的影响，并对其在微流控系统中的应用进行分析和展望。

3. 研究意义本文的研究成果不仅有助于深入理解微流控系统中的混合及汽液相变传热机理，为微流控系统的性能优化和应用推广提供理论支持，同时也对相关领域的研究人员提供一个涉及混合及相变传热的数值模拟方法和技术参考。

4. 研究方法本文采用数值模拟方法对微流控系统中的混合及汽液相变传热问题进行研究。

具体包括建立微流控系统的流体力学模型和热传模型，选用ANSYS Fluent等流体力学软件对其进行数值模拟，利用计算流体力学(CFD)和离散元方法(DEM)等数值方法对微流控系统中的混合及相变传热问题进行分析和研究，同时将数值模拟结果与实验结果进行对比分析，验证模型的准确性和可行性。

微管道阵列流体流动及其耦合传热的数值模拟_吴士伟

由于换热器壳程结构相对复杂，建立模型时作如下假设： ①忽略折流板与换热管、折流板与筒体间的间隙，认为紧密连接。 ② 壳程部分仅由壳体、折流板、换热管束组成。换热器的建模采用 FLUENT 的前处理软件 GAMBIT 进行实体建模。由于换热器结构对称，为了提高计算效率，换热器的三维实体模型只建了一半。 2． 3 计算模型网格划分及边界条件设置利用软件 GAMBIT 自带的 MESH 工具进行计算图 1 阵列式微管道换热器几何模型 Figure 1 Geometric model of arrayed microchannel heat exchanger 整为比上一次的多一倍进行计算后对比结果，如果结果一致则取用第一次划分的网格，结果不一致则要将网格密度再加一倍，直至后一次的网格密度下计算的结果和前一次网格密度下计算的结果一致为止。网格划分如图 2 所示。
－3 －6
数
打开残差图监视残差变数量级， 3． 2
图 3 3 种计算方法温度云图 Figure 3 Temperature field diagram of three simulation models 传热特性分析利用 FLUENT 软件的Ｒeport 菜单可以提取各个面的平均温度，平均热流密度等相关数据，绘制出 3 种边界条件下管程出口温度和总传热系数随Ｒe 的变化情况图。从图 4 可以看出 3 种边界条件下管程出口温
形截面微管道内流动换热进行了数值模拟，发现充分发展段的 Nu 数随Ｒe 的增加而变大，此结果与大管道经典理论存在差别。国内学者杨迎春等
［11 ］
对恒壁温
条件下梯形微管道内流动换热进行了数值模拟，其分析结果表明，在通道入口处，平均 Nu 最大，且其沿主流方向逐渐变小，直至充分发展段趋于定值。然而微管道内外侧的热边界条件是由热量交换过程动态确定的，受流体与壁面之间相互作用的制约，无论界面上的

数字pcr中微滴生成尺寸与频率的数值模拟

数字pcr中微滴生成尺寸与频率的数值模拟数字PCR是一种常用的分子生物学技术，可以在体外扩增DNA片段，从而在实验中进行相关研究。

其中一个重要的步骤是通过微滴生成器产生微滴，将待扩增的DNA分子与PCR反应液混合。

本文将针对微滴生成的尺寸和频率进行数值模拟，以探究其影响因素和特点。

我们需要了解数字PCR中微滴生成的原理。

在数字PCR中，微滴生成器通常是由一个微流控芯片组成的。

该芯片通过微细通道和微阀门控制液体的流动和混合。

当待扩增DNA片段和PCR反应液进入芯片后，微阀门会按照设定的参数控制流体的流动速度和混合程度。

通过微流控芯片，待扩增DNA片段和PCR反应液会在微滴生成器中混合，并以微滴的形式被生成。

微滴的尺寸和频率是数字PCR中微滴生成过程的两个重要指标。

微滴的尺寸决定了每个微滴容纳的DNA分子数量，而微滴的频率则表示单位时间内生成的微滴数量。

这两个指标的数值模拟可以帮助我们更好地理解数字PCR中微滴生成的规律。

在数字PCR中，微滴的尺寸和频率受多个因素的影响。

首先，微流控芯片的设计和制造工艺对微滴尺寸和频率有直接影响。

芯片的微通道宽度、长度和形状等参数会影响微滴的生成过程。

其次，待扩增DNA片段和PCR反应液的浓度和体积也会对微滴生成产生影响。

较高的浓度和较大的体积通常会导致较大尺寸的微滴和较低的微滴频率。

为了进行数值模拟，我们可以通过计算机模拟软件对数字PCR中微滴生成过程进行仿真。

在模拟中，我们可以设定微流控芯片的参数、待扩增DNA片段和PCR反应液的浓度和体积，并通过计算得到微滴的尺寸和频率。

通过数值模拟，我们可以观察到微滴尺寸和频率的变化规律。

例如，当微流控芯片的微通道宽度较小时，微滴的尺寸通常较小，而频率较高。

当浓度和体积较大时，微滴的尺寸也会增大，但频率会降低。

这是因为浓度和体积的增加会导致更多的DNA分子参与到微滴生成中，从而增大了微滴的尺寸，但同时也增加了微滴生成的时间，降低了微滴的频率。

间隔热源加热下新型热管冷板内部汽液两相流动与传热的数值模拟

第24卷第6期　2004年12月动力工程P OW ER EN GI NEER IN GVol.24No.6　Dec.2004　收稿日期:2004-08-10 修订日期:2004-09-10作者简介:马哲树(1973-),男,江苏科技大学讲师,南京航空航天大学博士研究生。

文章编号:1000-6761(2004)06-0875-05间隔热源加热下新型热管冷板内部汽液两相流动与传热的数值模拟马哲树1,2,　姚寿广1,　明　晓2(1.江苏科技大学机械与动力工程学院,镇江212003;2.南京航空航天大学航空宇航学院,南京210016)摘　要:为了有效解决阵列行波管的多热源、高热流散热问题,研制了一种结构全新的热管冷板。

建立了热管冷板内部汽液两相流动与传热的两相流模型,并采用IPSA 算法对间隔热源加热下热管冷板的内部流动和传热特性进行了数值模拟。

通过数值模拟和试验验证,考察了该热管冷板的初步运行性能,为其实际应用提供了依据。

图8表1参9关键词:工程热物理;电子设备;热管冷板;汽液两相流;传热;数值模拟中图分类号:T K 172.4;T N 957.8;V 243 文献标识码:ANumerical Simulation of Vapor -Liquid Two -phase Flow and Heat Transfer Within A New Type of Heat Pipes for Spaced H eat SourcesM A Zhe -shu 1,2,　YA O Shou -guang 1,　M IN G X iao2(1.School of M echanical and Pow er Engineering,Jiang su U niv ersity of Science and T echnolo gy ,Zhen-jiang 212003,China; 2.Nanjing U niv ersity of Aero nautics &Astro nautics,Nanjing 210016,China)Abstract :A structurally new type o f cold plate fitted heat pipe has been dev elo ped to effectively solv ed the pr oblem of heat dissipation by array-arrang ed conduction antennas for multifo ld heat sources w ith a high heat flux.A model to simulate the flow and heat transfer o f liquid-vapor tw o-phase flo w in the cold plate fitted heat pipes has been set up ,and numerical sim ulation is perform ed in IPSA algo rithm for the flow and heat transfer characteristics in the pipe and plate for spaced heating sources.By numerical simulation and exper im ental verificatio n,the per for mance behavior o f the new ly desig ned cold plate fitted heat pipes have been elem entarily investigated to serv e as a reference for later applicatio n .Fig s 8,table 1and r efs 9.Key words :eng ineer ing thermophysics;electrical equipm ent;heat pipe fitted cold plate;liquid-vapor tw o-phase flo w ;heat tr ansfer;numerical sim ulation 热管冷板或平板热管由于结合了热管强化散热技术与冷板强化散热技术,已经成为电子设备阵列强化散热的重要手段之一。

微流控芯片中混合器混合效果的影响因素分析

微流控芯片广泛应用于法医DNA的检测，其原理是控制流体样本流过不同的温度区域来实现样本温度的改变，完成变性、退火和延伸3个基本步骤，实现扩增。参与反应的两种或以上的流体进行充分混合是影响扩增效果的重要因素。由此产生了检测混合效果的多种方法，混合长度和时间是表示混合效果的重要指标，在保证混合效果的前提下如何减少混合长度和时间，是科研人员重点关注的问题。本课题设计微混合器将两种流体进行充分混合检测，并在微混合理论分析的基础上进行模拟仿真。 1 微流体的混合机理研究及性能评价 1.1 微流体的扩散控制方程
作者简介：李子晓（1991— ），女，河北邢台人，助理工程师，硕士研究生；研究方向：嵌入式软件开发。
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第4期 2 019 年 8月
现代盐化工·专论与综述
N o .4 Aug ust，2019
混合的研究中，其中，计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）方法简单有效，是研究微通道内流体混合的有效方法。 1.3 增强流体混合的方法
在没有外界扰动的情况下，微通道传输过程中起主导作用的是分子的自由扩散[1]。一定温度下，流体分子的扩散可用Fick’s法则表示：
（1）
其中，J表示扩散通量，kg/m3·s； ∂C 表示扩散方向上流体 ∂x
分子的浓度梯度；A表示两种流体的分界面积，m m 2；D表示扩散系数，m2/s；C表示为分子的浓度，mol/L。扩散时间
常数可表示为：
t~L2/D
（2）
其中，L表示扩散尺寸，mm；D表示流体的扩散系数，m2/s。
流体混合的特征尺度越小，扩散的距离越短，混合所需的时
间越短。
在低雷诺数下，流体的混合主要是依靠流体的分子间扩散作用实现的，实质上就是质量传输的过程。质量的传输与流体的物态、组分的梯度以及其扩散能力有关。微通道内两种流体之间的质量传输可以用对流—扩散方程来描述：

T型微通道内气液两相流数值模拟

T型微通道内气液两相流数值模拟王琳琳;李国君;田辉;叶阳辉【摘要】采用相场方法,在湿壁面条件下对T型微通道内不可压缩气液两相流动进行了模拟研究.数值模拟中得到微通道内特有气泡——Taylor气泡形成的过程,发现其形成共经历了4个阶段,气泡在形成过程中主要受到挤压力、表面张力、黏性力的作用,分析各阶段这3种力对气泡的作用,得到Taylor气泡形成机理.计算结果表明,挤压力和表面张力在气泡整个形成过程都起作用,表面张力在气泡脱离前达到最小值,黏性力仅在气泡形成前两阶段起作用并在阻塞阶段取得最大值.这些基本规律为有效控制微通道内气泡尺寸和微通道系统设计提供了一定的依据.%The numerical simulation was performed to investigate the incompressible gas-liquid two-phase flow in a T-junction micro-channel with wetted walls using a phase field method. The formation process including four stages of a well defined Taylor bubble was achieved. The Taylor bubble is exerted by three forces in formation process, I. e. , extrusion force, surface tension force and shear stress force of the continuous phase, and the formation mechanism of the Taylor bubble was obtained. The numerical results show that both the extrusion force and the surface tension force act in the formation process of the Taylor bubble, and the surface tension force reaches a minimum value before detachment The shear stress force acts only in the preceding two stages of the formation process, and it has a maximum value in the blocking stage【期刊名称】《西安交通大学学报》【年(卷),期】2011(045)009【总页数】5页(P65-69)【关键词】微通道;两相流;数值模拟;相场法;气泡【作者】王琳琳;李国君;田辉;叶阳辉【作者单位】西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安;西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安;西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安;西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安【正文语种】中文【中图分类】TQ021.120世纪 80年代,随着微电子机械系统(M EM S)的提出,MEMS内微通道两相流引起了学者的广泛关注.微通道的特征尺度一般小于1mm,管道内的流动几乎可忽略重力作用,因此微通道内的流动性质和传热特性可“等价于”微重力条件下的情况[1].另外,微型气泡或液滴混合[2]、纳米级粒子的合成[3]、蛋白质结晶[4]、生物鉴定[5]和 DNA 分析[6]等都属于微通道两相流动,使微通道内两相流动问题成为研究的热点.常见的两相混合微通道分为T型、Y型和十字型等,其中T型微通道使用率较高.在T型微通道的两个入口处分别注入气体和液体,当毛细数C a小于10-2时,可规律地产生大小和间距一致且不聚合的Taylor气泡[7],这种气泡流能够降低气泡的轴向混合,加速液柱的循环流动,提高换热和传质能力,减少物质损失[8].Tay lor气泡在形成过程中会受到通道形状、大小的限制,它是微通道内特有的气泡类型,与常规尺度通道内气泡运动相比,微通道内Tay lor气泡在形成过程中阻碍液相流动,使液相压强增大,液相中持续增加的压强是趋使气泡在颈部断裂的主要原因,同时Tay lor气泡还受表面张力、黏性力的影响,这些都使微通道内流动复杂性增加.Taylor气泡的长度影响换热率,许多应用领域要求精确控制微通道内气泡的长度、体积和产生率.因此,研究Tay lor气泡的形成机理,阐明影响因素,对有效控制气泡尺寸等方面具有重要意义.由于微通道尺度极小,通过实验精确观察或测量气泡的变形、脱离,以及气泡脱离后的长度、体积和通道内流场与压强分布难度大[7].随着计算机技术的迅速提高,采用数值模拟研究微通道内的流动成为主要手段,并取得了较大的进展.目前,研究两相流界面运动常用的数值方法有水平集法(LSM)、流体体积函数法(VOF)、标记粒子单元法(MAC)、相场法(PFM)等,这些方法为深入研究微通道内两相流动提供了有效和便利的途径.基于流体自由能量模型的相场方法借助Cahn-Hilliard方程,利用化学势描述两相界面,以分离两种不同的流场,在相场模型中采用标准对流技巧,使得它在使用非结构化网格或有限元技巧模拟中相比其他方法更容易实施,并能够模拟能量耗散流动[9].本文采用相场方法,借助质量守恒方程、N-S方程和Cahn-Hilliard方程,对T型微通道内密度比接近1∶1 000的气水两相流动进行数值模拟,得到Taylor气泡的形成过程,通过分析 Tay lor气泡产生过程中的受力情况和通道内压强分布,总结出微通道内流动特性和气泡产生机理,为微通道气液两相流系统的设计和气泡尺寸控制提供参考.1 物理模型及数值方程1.1 物理模型本文以 T型微通道作为物理模型,如图1所示.气体通道延伸进水平通道的部分称为气液混合区.空气和水分别从管道的上部和左侧进入,在混合区混合,从出口流出,通道直径D为111μm,空气通道长3D,水通道长6D,主管道长28D,混合区宽度为111μm.水和空气的物理性质见表1.图1 T型微通道示意图表1 水和空气的物理性质流体密度/kg·m-3黏性系数/Pa·s表面张力系数/N·m-1水 998 0.001 2空气 1.2 0.000 018 0.072 81.2 控制方程和边界条件1.2.1 控制方程由于水和空气的入口速度不高,Re小,故认为微通道内流动为不可压缩黏性层流流动.连续方程和动量方程分别为式中:U是速度向量;p是压强;密度ρ和动力黏性系数μ由以下方程得到其中下标1、2分别表示空气和水.流体体积分数V1为归一化的相场变量,在-1到1之间变化.空气、水对应的φ分别是-1,1,因此气液界面就是φ从-1变化到 1的区域.φ通过Cahn-Hilliard方程求解式中:相场辅助变量ψ =-▽·ε2▽φ+(φ2-1)φ;γ是迁移率;λ是混合能量密度;ε是两相界面厚度,通常设ε=h2c,γ=ε2,h c为网格的特征尺寸. λ满足以下方程式中:σ是表面张力系数.表面张力Fσ通过以下方程求得式中是化学势.本文工作针对二维微通道两相流进行,计算中采用三角形网格.经验证,当网格数大于11 000时,计算结果与网格数无关,故计算网格数取32 472,时间步长取0.000 2 s.1.2.2 边界条件空气和水的入口速度分别为0.04、0.042m/s,方向垂直于入口边界;出口压强为0 Pa;水和壁面接触会浸润壁面,在气液固交界处形成接触角θ,其变化范围为0～π,θ=0表示壁面与水完全浸润,θ=π表示壁面与水完全不浸润.气液界面单位法向量式中:n w、t w分别是壁面单位法向量和单位切向量.计算中取接触角为36°.1.2.3 初始条件设初始时刻的气体通道内充满空气,整个水平通道内充满水,且微通道内流体都处于静止状态.2 数值结果与机理分析2.1 气泡形成过程气相在气液混合区拐角处断裂,形成的气泡称为Taylor气泡.T型微通道通常分为对流接触通道和错流接触通道两类.对于对流接触的T型微通道,文献[10]将其内 Tay lor气泡的形成分为3个阶段.本文模拟错流接触的T型微通道,图2给出此通道内Taylor气泡的形成过程.通过分析可见,Tay lor气泡在通道内的形成可归纳成4个阶段:(1)气泡进入气液混合区阶段(t=0～0.002 s),随着进气量增加,气泡前端进入气液混合区;(2)阻塞阶段(t=0.002 2～0.004 s),继续增大的气泡几乎阻塞气液混合区,只有少量水从气泡底部流过;(3)塌陷阶段(t=0.004 2～0.008 s),气泡底部和壁面接触,气泡主体部分向主通道下游运动,气泡后端的部分流体向气体通道内运动,气泡被逐渐拉长,在气泡后端出现颈部,随着气泡向下游运动,颈部变细;(4)脱离阶段(t=0.008 2 s),气泡在颈部处断裂,此刻一部分气体收缩回气体通道,另一部分气体收缩回主通道,在主通道内形成两端呈圆形的Taylor气泡.图2 微通道内气泡形成过程2.2 气泡表面作用力的变化特性及机理分析Tay lor气泡在形成过程中主要受到3种力:液体的挤压力、黏性力、表面张力[11],其中挤压力和黏性力对气泡表面起破坏作用,而表面张力起维持作用.2.2.1 压力变化特性及机理分析水的挤压力对T型微通道中Tay lor气泡的形成起到非常重要的作用.下面分析水对气泡作用力的变化规律,水平通道中轴线上的压强分布如图3所示.图3 气泡形成过程中水平通道中轴线上的压强分布由图3可见:在气泡形成的第1阶段,水和气泡内压强逐渐增大,水中压强从 300 Pa 增大到500 Pa,气泡内压强从400 Pa增大到1.55 kPa;在阻塞阶段,水中压强加速增大到1 kPa,气泡内压强出现最大值,约为1.68 kPa,比第1阶段小幅增长,压强最大的区域变宽,说明气泡沿水平通道向下游增长;在塌陷阶段,水中压强较第2阶段继续增大到1.4 kPa左右,气泡内压强开始减小,最终下降到1.43 kPa,这一阶段内气液压强变化小,气液界面附近压差减小,气泡后端开始向下游移动,并且气泡沿水平通道继续向下游增长;在脱离阶段,气泡从颈部脱离,气泡内压强保持脱离前大小,与塌陷阶段相同,水中压强回落至接近第1阶段大小,气泡后端较其前端压强偏高,气泡内外压差约为1.08 kPa.气泡脱离前,液体通道内压强达到最大值,气泡后端内外压差达到最小值.水平通道中轴线上压强变化的原因是:随着气泡前端进入气液混合区,气泡开始阻挡水的流动,水中压强增大,在表面张力作用下,使气泡内外存在压差,出现压强跳跃区;随气泡体积继续增大,气泡对水的流动阻挡作用增强,使水中压强迅速增大;最终增大的压强能够推动气泡主体部分向主通道下游运动,小部分向气体通道内运动,在气泡后端形成颈部,气泡后端表面的曲率半径增大,这样增大了气泡的表面自由能,但消耗了气泡内的压能,使气泡内压强降低,随着气泡向下游运动,缓解了气泡对水的阻塞作用,使水中压强增长缓慢,气泡颈部在水的挤压下变细;最后,气泡在颈部断裂,并在表面张力作用下两端收缩为圆形,气泡内压强保持脱离前的大小,此时水不再受气泡的阻塞,水中压强骤降,回落至初始时刻大小.为考察气泡在产生过程中气体和液体通道内压强的变化情况,在这两通道内分别取线段A-A、B-B(两线段与T型交汇位置的距离均为D,见图1),这两条线段上的压强变化如图4所示.对比图4a、4b中气液通道内的压强变化,可见气体通道内的压强在1.44～1.67 kPa之间变动,压强波动幅度小,与文献[12]中的结论相同.观察图2,气泡始终向水中凸出,即曲率半径 r ＜0,由Young-Lap lace方程Δ P=P g-P l=-σ知,气体r通道内的压强始终高于液体通道内的压强,这与图4中的计算结果一致,克服了气体通道内压强忽高忽低与液体通道内压强的不足.液体通道内压强波动幅度大,与文献[10]结论一致,约为1.2 kPa.2.2.2 气泡表面黏性力作用特性及分析黏性剪切应力与速度梯度成正比,对气泡表面变形起重要作用.气泡在形成过程中的速度分布如图5所示,可看到在气泡形成的第1、2阶段,气泡顶部水的速度方向与壁面平行,由于流道变窄,水的速度增大;在塌陷阶段以后,气泡表面和壁面接触,气泡后端水的速度方向与气泡表面垂直.根据黏性剪切应力与速度梯度之间的关系,后两阶段切应力可忽略,因此气泡表面切应力持续时间约占气泡形成总时间的37.5%.图4 气液通道内的压强变化图5 气泡形成过程中的速度分布为比较前两阶段气泡表面所受切应力的大小,图6给出该两阶段气泡表面到下壁面的速度分布.由此图可知,速度梯度随时间的延长而增大,对应的切应力由5.23 Pa增大到17.8 Pa,最大值在阻塞阶段取得.图6 气泡顶部液体速度分布利用文献[11]中的切应力估算公式τ=μu gap/ε0(其中u gap=Q w/ε0,ε0是气泡表面到壁面的距离,Q w是水的入口流量),可估算得到前两阶段气泡附近剪切应力从1.25 Pa增大到了28.89 Pa.比较前面的计算结果,发现利用切应力估算式得到的数据量级与模拟计算得到的数据量级相同,这说明数值计算结果是合理的.2.2.3 表面张力作用特性及分析表面张力对气泡表面起维持作用,观察图2可知,气泡后端曲率半径逐渐增大,根据Young-Laplace方程知气泡后端内外压差随时间的延长而减小.利用气泡表面的曲率半径,可估算出气泡受到的表面张力.气泡形成的前两阶段,气泡曲率半径接近气体通道的半径,表面张力约为1 324 Pa;在塌陷阶段,气泡后端出现颈部,其后端曲率半径继续增大,脱离前达到最大值,此刻后端所受表面张力最小.3 结论本文采用相场方法,对T型微通道中特有的气泡——Tay lor气泡在水中的形成过程进行数值模拟,得到气泡形成中经历的4个阶段.通过分析对气泡表面起主要作用的挤压力、表面张力和黏性力,发现微通道内流体挤压力和表面张力在气泡形成的整个过程都起作用,水对气泡的挤压力随时间的延长而增大,在气泡脱离前达到最大值;气泡后端所受表面张力随时间递减,塌陷阶段达到最小值;黏性力仅在气泡形成前两阶段起作用,较前两种力小2～3个量级,在气泡形成后两阶段可忽略不计,水的流动受到扩张气泡阻碍,产生逐渐增大的挤压力是使得气泡从颈部脱离的主要原因.本文工作为设计微通道系统和控制微通道内气泡尺寸提供了新的依据.参考文献:【相关文献】[1] GALBIATIL,ANDREIN IP.Flow pattern transition for horizontal air-water flow in capillary tubes:a m icrogravity equivalent system simulation[J].International Communications in Heat and Mass Transfer,1994,21(4):461-468.[2] TICE D,SONG H,LYON D,et al.Formation of drop lets and m ixing in mu ltiphasem icrofluidics at low values of the Reyno lds and the capillarynumbers[J].Langmuir,2003,19(22):9127-9133.[3] GUNTHER A,KHANS A,THALMANN M,et al.Transport and reac tion in m icroscale segmented gasliquid flow[J].Lab Chip,2004,4(4):278-286.[4] ZH ENG B,TICE D,ISM AGILOV F.A microf luidic system for screening p rotein crystallization conditions inside nanoliter drop lets with on-chip X-ray diffraction[J].M icro Total Analysis Systems,2005,2(297):145-147.[5] SRINIVASAN V,PAM ULA K,FA IR B.An integrated digitalm icro fluidic lab-on-a-chip for clinical diagnostics on human physiological fluids[J].Lab Chip,2004,4(4):310-315.[6] BURNS A,JOHNSON N,BRAHMASANDRA N,et al.An integrated nano liter DNA analysis device[J].Science,1998,282(5388):484-487.[7] 王昆,王嘉骏,顾雪萍,等.微通道内 Tay lor流的计算流体力学数值模拟研究进展[J].化工进展,2010,29(10):1806-1810.WANG Kun,WANG Jiajun,GU Xueping,et al.Progress in modeling of Taylor flow within microchannels by computational fluid dynam ics[J].Chem ical Industry and Engineering Progress,2010,29(10):1806-1810.[8] LIU H,ZHANG Y.D roplet formation in a T-shaped microfluidic junction[J].Journal o f App lied Physics,2009,106(3):1-6.[9] JACQM IN D.Calculation of tw o-phase Navier-Stokes flow s using phase-fieldmodeling[J].Journal of Computational Physics,1999,155(1):96-127.[10]DA I L,CA IW,XIN F.Numerical study on bubble formation o f a gas-liquid flow in a T-junction m ic rochannel[J].Chem ical Engineering and Technology,2009,32(12):1984-1991.[11]GARSTECK IP,FUERSTMAN J,STONE A,et al.Formation of drop lets and bubbles in am icrofluidic T-junction:scaling and mechanism of break-up[J].Lab on a Chip,2006,6(3):437-446.[12]KASH ID N,RENKEN A,K IWI-M INSKER L.CFD modelling o f liquid-liquid mu ltiphase m ic rostructured reactor:slug flow generation[J].Chemical Engineering Research and Design,2010,88(3):362-368.。

微通道冷却器内流动和传热特性的数值模拟

微通道冷却器内流动和传热特性的数值模拟潘娜娜;潘艳秋;俞路;贾春燕;徐志;刘万发;桑凤亭【期刊名称】《强激光与粒子束》【年(卷),期】2016(0)2【摘要】Computational fluid dynamics simulation was conducted in studying characteristics of fluid flow and heat transfer of microchannel cooler installed in a solid-state laser.Two-dimensional and three-dimensional physical models were developed,re-spectively,based on the cooler structure.Fluid flow within the microchannel was first investigated with the two models,then effects of Reynolds number and heat generation rate of crystal slice on fluid flow and heat transfer in the cooler were numerically examined.Results showed that the two-dimensional model was sufficient to describe the fluid flow and heat transfer behaviors in the laminar flow region in the rectangular microchannel between two parallel planes,and the three-dimensional model was more suitable for the transition region.When the Reynolds number was increased to the transition point,the effect of heat transfer from fluid flow was significantly enhanced.With the Reynolds number rising,the effect of the heat on minimum pressure required within the channel was gradually reduced.The change in the heat had an important influence on fluid flow,but little influence on Nusselt number and total pressure drop of the channel.%为满足固体激光器用微通道冷却器的换热要求，根据冷却器结构分别建立了二维和三维物理模型，利用计算流体力学方法首先对比研究两者的流动特性，然后考察雷诺数和玻片生热量对微通道流动和传热特性的影响。

热学微流控系统中瞬态相变传热研究的开题报告

热学微流控系统中瞬态相变传热研究的开题报告
一、研究背景
随着微流体技术的不断发展，热学微流控系统已经成为研究领域中重要的工具。

其中，瞬态相变传热是微流控系统中的一个重要问题，涉及到微观尺度下相变传热机理，对于制冷、电子散热等领域具有广泛的应用价值。

二、研究内容
本研究将针对热学微流控系统中的瞬态相变传热现象展开研究工作。

具体内容包括：
1. 系统构建与模拟
建立热学微流控系统，采用数值模拟方法研究系统中的相变传热机理，探讨各参数对相变传热过程的影响。

2. 相变传热现象的实验研究
利用雷诺数为0.1的微流控系统，采用高速摄像技术实验观测相变传热过程，同时利用热像仪记录系统温度变化情况，研究相变瞬态传热的特性。

3. 传热特性的理论分析
基于传热学理论，建立相变传热的数学模型，探索传热规律，并预测未来的实验表现。

4. 传热性能的优化设计
通过实验和理论研究，探索传热性能的优化设计，使相变传热在微流控系统中得到更好的应用。

三、研究意义
本研究将有助于深入了解瞬态相变传热机理，为热学微流控系统的应用提供更多的实验和理论依据。

同时，本研究的成果将有望应用于制冷、电子散热、生物医学等领域，具有重要的应用价值。

降膜微通道内液相成膜特性及气液传热过程数值模拟

相对吸附量[14, ， 16-19] 以改善固相催化反应的特性。经过长期研究后发现，制约该反应过程的关键因素在于强化反应物相与催化剂相的传递特性。在此基础上，在微反应器通道中设置微混合结构以强化酸烃两相的热质传递过程，有效改善了反应特性[20]，且进一步分析发现，采用降膜微反应器可以有效强化气-液两相热质传递过程。
尔（Nu）数提高约 8.77 倍。
关键词：降膜微通道；数值模拟；液膜厚度；速度分布；传热系数
中图分类号：TQ021.1；TQ021.3
文献标志码：A
近年来，微反应技术在化工、制药、生命科学等领域的开发利用受到越来越广泛的关注[1-3]。微反应设备因其具有比表面积大、扩散距离短、浓度/温度梯度大而被用于强化反应与热质传递过程[4]。其中，作为开式通道气-液微传质设备的代表，降膜微通道设备内可以形成厚度低于 100 μm 的超薄液膜 [5-7]。与常规降膜设备相比，液膜厚度的下降可以显著提高气-液两相之间的热质传递速率。同时该设备具有气-液界面稳定，多相产物易于分离等优点，在甲苯氟化[8]、磺化[9]、臭氧化[10] 以及光催化[7] 等反应中都取得了很好的效果。
浓硫酸作为一种常见的重要化学品，广泛应用于催化烷基化[11]、酯化[12]、假性紫罗兰酮环化[13] 等反应。这些反应通常需要良好的热质传递特性以提高反应的效率和目标产物选择性。以异丁烷/丁烯烷基化反应为例，该反应为强放热反应，其 ΔH=−69.9 kJ/mol。该反应受热质传递影响的因素非常显著，目标产物选择性取决于反应温度和异丁烷在催化剂中的瞬时浓度[14]。本小组前期采用离子液体改善异丁烷在酸相中的溶解度，使液相催化反应得到强化[11, 15]；通过在固体酸催化剂上负载离子液体提高异丁烷/丁烯的

气液两相流的数值模拟与优化设计

气液两相流的数值模拟与优化设计一、引言气液两相流是工程中常见的多相流现象，其在化工、石油、能源等领域具有重要作用。

为了减少试验研究的成本和时间，在计算机科学技术的支持下，数值模拟逐渐成为了研究气液两相流的有效手段。

本文将介绍气液两相流的数值模拟方法，并探讨其在优化设计中的应用。

二、气液两相流的数值模拟方法气液两相流的数值模拟方法可以分为欧拉方法和拉格朗日方法。

1.欧拉方法：在欧拉方法中，将气体和液体视为一个连续的介质，通过求解守恒方程来计算气液两相流的运动状态。

欧拉方法紧耦合，可用于复杂的多相流体系模拟，但其对流体的宏观特性的表示较弱，并不能很好地描述流场的微观特性。

2.拉格朗日方法：在拉格朗日方法中，将每个颗粒视为一个独立的物体，通过求解运动方程来计算气液两相流的运动状态。

拉格朗日方法强调流场的微观特性，并适用于研究颗粒的运动学问题，但其较难处理复杂的多相流体系模拟。

三、气液两相流数值模拟的优化设计应用气液两相流数值模拟可用于优化设计，包括以下方面：1.应用数值模拟分析气液两相流过程的物理规律，预测气液两相流在不同工况下的流动特性，从而优化流场设计，提高效率和性能。

2.通过数值模拟研究气液两相流变化规律，提高设备运行可靠性和安全性。

3.应用数值模拟分析气液两相流过程的化学反应，探讨反应机理，优化反应器设计，提高反应效率和稳定性。

四、气液两相流数值模拟在化工行业优化设计中的实例通过气液两相流数值模拟，可以优化化工行业中的化学反应器设计。

一例是优化稀有金属催化反应器中液固气三相流的分布，提高反应效率和稳定性。

在该例中，利用拉格朗日方法模拟反应器内单一球形粒子的运动规律，建立了数学模型。

通过模拟分析，发现粒子的径向分布在反应器底部峰值，而体积分布在靠近反应器顶部。

优化设计中，采用多孔涂层技术，将液体布散到球形粒子表面，将气体分布到多孔涂层内部，从而提高了反应器内的质量传递效率和反应效率，实现了优化设计。

相变换热混合工质板翅式换热器流动与传热数值模拟

临界压力 pc kPa 3. 399
临界体积 vc cm3 /km o l 3. 22
临界压缩因子 ze
0. 292
4. 604
0. 099
0. 288
4. 880
0. 148
0. 284
3. 797
0. 255
0. 274
4. 2 边界条件与计算求解
计算结果给定。在求解过程中, 当连续性方程、动
边界条件: 压力进口, 压力出口; 侧面为对称量方程和能量方程中变量的残差均不发生变化
26
低温技术
在温度 147. 94K 左右突然降低; 压力梯度总体上随温度升高而增加。
Cryogen ics
第 4期
由图 11、12可知, 在 130K < T < 140. 63K 的范围内, B流体为气液两相, 在 140. 6K< T < 168K 的范围内, B 流体气相。从 B 流体通道传热系数数值模拟结果中可以看出, 传热系数随温度增加先降低后增加; 压力梯度随温度升高而增加。
由图 13、14 可知, C 流体为气液两相流体。从 C 流体通道传热系数数值模拟结果中可以看出, 传热系数随温度增加而降低; 压力梯度随温度升高先增加, 在温度为 160K左右开始降低。
D 流体通道传热系数、压力梯度见图 15、16。 D 流体为气相。从 D 流体通道传热系数数值模拟结果可以看出, 传热系数与压力梯度均随温度增
4 物性计算、边界条件与计算求解
SRK 方程计算得出的混合工质物性参数, 将具有相变两相流体物性分三部分处理: ( 1) 泡点以下
4. 1 低温混合物两相流物性计算天然气的基础物性数据分为热力学性质与迁

微细管道内R141b沸腾气液两相流动与换热特性数值仿真

微细管道内R141b沸腾气液两相流动与换热特性数值仿真李琳;刘存良;杨祺;朱惠人【期刊名称】《推进技术》【年(卷),期】2018(0)4【摘要】为探究微尺度管道内沸腾气液两相流动与换热机理,采用基于VOF多相流模型的数值方法研究了制冷剂R141b在水平微细管道内的流动沸腾换热过程,获得了制冷剂R141b在管道内的流型、温度、速度及表面传热系数分布,分析了制冷剂R141b在管道内流动沸腾换热的基本规律和气泡运动特点。

研究表明,制冷剂R141b在微细管道内流动沸腾依次出现单相流,泡状流,受限泡状流,弹状流,间歇状流,雾状流等典型流型。

制冷剂R141b在微细管道内温度沿轴向逐渐升高,速度沿轴向逐渐增大,表面传热系数沿轴向先增大后减小。

由于质量流速的增大使得制冷剂气相和液相的流动速度增加,表面传热系数随之增大:相同热流密度下,计算的大质量流速工况较小质量流速工况的表面传热系数平均增幅为21.4%;热流密度的增大会加快制冷剂液相向气相转变的速度,表面传热系数随之增大:相同质量流速下,计算的大热流密度工况较小热流密度工况的表面传热系数平均增幅为23.9%。

【总页数】8页(P802-809)【作者】李琳;刘存良;杨祺;朱惠人【作者单位】西北工业大学动力与能源学院;兰州空间技术物理研究院真空技术与物理重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TK124【相关文献】1.垂直上升管道内气液两相细泡流涡街特性的数值仿真2.低含液管道内气液两相流动特性的数值研究3.微通道内单相及气液两相流动换热数值模拟研究进展综述4.溶液堆内气-液两相流流动及换热特性数值研究5.微细通道内CO_(2)流动沸腾换热数值模拟分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

液-液多相流微萃取的数值模拟和实验分析

used as the organic phase. The cylindrical auxiliary structure promotes the diffusion of Cu 2+ in the
aqueous phase, and the extraction efficiency was the highest, which can reach more than 90%. The cross-
扩散效率可表征萃取效率。有限元计算得到的扩散效率与实验获取的萃取效率值吻合良好，进一步得出了两相
流场分布等流动特征，以解释不同辅助结构下的扩散效率差异。
关键词：微流控芯片；多相层流；液-液萃取；辅助结构
中图分类号：TH122
文献标志码：A
文章编号：1000-6613 （2019） 05-2085-08
distribution was further obtained, and the difference of diffusion efficiency under different auxiliary
structures was explained.
Keywords: micro-fluidic chip; multiphase laminar flow; liquid-liquid extraction; auxiliary structure
Chemical Industry and Engineering Progress, 2019, 38(5): 2085-2092.
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化
工
进
展
2019 年第 38 卷

基于多相流动模型的气液两相流传热换热数值模拟

基于多相流动模型的气液两相流传热换热数值模拟气液两相流动是一种复杂而又常见的物理现象，其应用范围非常广泛，包括石油化工、航空航天、环保等行业。

传热和换热是气液两相流动过程中的关键问题，而基于多相流动模型的数值模拟方法正是研究和解决这些问题的重要手段。

一、气液两相流动的传热换热特性气液两相流动时，气体和液体之间存在着大量的质量和能量传递，这使得传热和换热成为了流动过程中非常重要的问题。

在气液两相流动中，传热主要通过对流和传导两种形式进行，而传热系数的大小取决于流动性质、流态、热流密度等因素。

在换热过程中，气液两相流动中的相互作用、相变和界面传热等因素都会对换热效率和换热量产生影响。

例如，气液两相流动中，液滴的生成和破裂、气泡的产生和消失等过程会对换热过程产生影响，这种影响是非常复杂的。

二、基于多相流动模型的气液两相流传热换热数值模拟在气液两相流传热换热数值模拟中，采用基于多相流动模型的方法可以较为全面地描述气液两相流行为，从而更加准确地预测传热和换热的规律。

基于多相流动模型的气液两相流传热换热模拟通常包括以下几个步骤：首先，通过建立数学模型描述气液两相流的流动特性和相互作用；其次，基于多相流动模型进行计算，分析气液两相流的特点，并预测传热和换热效果；最后，通过与实验数据进行对比，验证数值模拟结果的准确性，不断完善模型，提高模拟精度。

三、气液两相流传热换热数值模拟在工业应用中的意义基于多相流动模型的气液两相流传热换热数值模拟在工业应用中具有重要意义。

首先，它可以用来帮助工程师了解气液两相流传热换热的基本特性和规律，从而更好地设计工业设备和生产工艺；其次，数值模拟可以预测工业生产中涉及到的问题并提供解决方案，例如改进传热和换热效率、降低污染等；最后，气液两相流传热换热数值模拟为气液两相流行为的详细分析提供了有效手段，为工业生产提供更大的发展空间。

四、小结基于多相流动模型的气液两相流传热换热数值模拟是研究和解决工业生产中气液两相流问题的重要手段。

微通道中液液两相流动与混合过程的数值模拟

微通道中液液两相流动与混合过程的数值模拟近年来，微技术的快速发展和应用，微通道的研究也随之受到越来越多的关注，而微通道中的液液两相流动与混合过程也成为研究热点之一。

相比于传统通道，微通道由于其介质有限的空间，散热困难、压降明显、流体性能复杂等特点，使得其中液液两相流动和混合的研究十分具有挑战性。

而且，关于液液两相流动和混合的实际应用及其对研究的重要性也是不容忽视的，因此，数值模拟微通道中的液液两相流动与混合过程也成为研究的重要内容。

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