论文部分内容阅读
占据巨大市场份额的有机合成材料聚烯烃,在电子设备、医疗器械、汽车行业及石化与建材行业等生活与工业的许多方面得到了广泛应用,其加工能力代表国家高分子加工水平,聚烯烃大规模工业化生产需要通过混炼挤压造粒机来实现。作为混炼挤压造粒机重要组成的双螺杆挤出机负责原料的改性与造粒生产,其中温度因素影响着聚合物制品的质量与产量。目前机筒常用的冷却方式为风冷与水冷,风冷因其换热能力不足仅适用于中小型机筒;水冷系统大冲击、温度波动及气蚀振动等问题使其应用受到很大限制。重力热管是一种常用的热管形式,通过冷凝液体自身的重力作用来实现回流,其与常规热管相比具有构造简单、价格便宜及容易制造等优点;优良的传热性能及可靠地工作性能使其在地面上各类传热设备中的应用与日俱增。数值模拟是实验方式之外的又一行之有效的方法,能够对热管内部传热特性及工作介质的流动进行研究,能够对热管运行过程的实际现象进行有效预测;该研究方法的结果可作为热管现实设计与应用的有效参照。本文在原有重力热管理论及实验的基础上,对凝结换热以及所建立的重力热管型机筒的壁面温度及内部传热性能与流动进行分析。通过条件的合理假设,对实际模型进行简化处理,建立能够有效描述热管内部传热与流动过程的数学模型;基于修正的Nusselt层流模型与VOF模型对一定工况下重力热管的运行过程进行模拟分析,将其与参照文献中的实验值比较,验证模拟方法的正确性。通过编写自定义函数UDF来实现质量与能量的传递,将验证的数值模拟方法用于热管型机筒结构,分析内部整体流体运动、壁面温度变化及相关影响因素,并对凝结液膜的温度、速度等参变量进行研究。验证了热管型机筒的壁面周向温度有很好的一致性,并探讨了多个参变量对于热管型机筒传热性能的影响,最终为热管型机筒设计参数的优化与传热性能的提高提供可靠的依据。