可在ScienceDirect上获得目录列表计算设计与工程杂志首页：www.elsevier.com/locate/jcde计算设计与工程学报6（2019）92垂直加热上升流穆罕默德·亚古卜·阿卜杜拉扎德·贾马拉巴迪东国大学机械、机器人与能源工程系，首尔04620，韩国阿提奇莱因福奥文章历史记录：2017年9月12日收到2018年1月10日收到修订版，2018年2018年6月2日在线发布关键词：电磁流体两相流垂直流A B S T R A C T本文提出了一个数学模型，用以确定电磁流体动力对垂直加热通道中蒸汽和液态水流的稳态流体诱导振动的影响。在这项研究中使用的两相流模型包括连续性，非均匀的Navier-Stokes，非平衡温度平衡与球谐函数法（P-1模型）的近似热辐射在低压条件下接近饱和（1-2巴）。控制方程采用有限体积法求解用已有的各种实验数据验证了代码的正确性然后，该代码被用来估计洛伦兹力的两相流诱导振动的影响。如图所示，流体诱导的振动随着电磁流体动力学力的增加而增加。洛仑兹力的增加，对流体冲击力、横截面力、水锤力、两相脉动频率和峰值速度都有控制作用，而均方根流体力的增加，对两相脉动频率和峰值速度都有控制作用。结果表明，洛仑兹力对气泡的脱离频率、表面张力、活性核化点密度、气泡脱离直径、声速和液体表观速度均无影响。©2018计算设计与工程学会Elsevier的出版服务这是一个开放在CC BY-NC-ND许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）下访问文章1. 介绍根据著名的《公共行政学》教科书中给出的适当定义，Davidson（Davidson，2001）磁流体动力学的物理特征是，洛伦兹力是由导电流体和磁场的相互作用产生的。沸腾水蒸气两相流系统出现在许多复杂的工程应用中（Levy，1999），例如多层热交换器系统中的应用，气泡流（Abdollahzadeh Jamalabadi，2015; Mirzaei，Hooshmand，Bagheri，KhakRah，Abdollahzadeh Jamalabadi，2016），电动推进（Bhatti，Sheikholeslami，Zeeshan，2017 a）和由元时波引起的流动（Bhatti，Zeeshan，Ellahi，2017 b）。原则上，热交换器中的两相流在许多要求中是重要的，例如管道工程技术性、多相热交换器企业中的构造运动与流体引起的振荡之间的联系（Yeoh Tu，2006）、微通 道 （ Jamalabadi ， 2015 ） 、 湍 流 过 冷 沸 腾 流 （ Roy ， Kang ，Zarate，Laporta，2002）、由计算设计与工程学会负责进行同行评审。电子邮件地址：abdollahzadeh@dongguk.edu具有恒定热通量的多孔外壳（Sheikholeslami&Zeeshan，2017 a），核蒸汽发生器中的流体弹性不稳定性（Reed，Stewart，Wolf，1979），流动请假工具在传统和微型加热设施（Ghiaasiaan，2008年），磁流体动力学生产者（Lohrasbi Sahai，1988年），粘弹性含尘流体通过多孔介质管道的蠕动泵送（Bhatti，Zeeshan，Ijaz，AnwarBég ， Kadir ， 2017 年 ） ， 具 有 热 源 的 多 孔 外 壳 中 的 纳 米 流 体（Sheikholeslami Zeeshan，2017年b），存在横向磁场的双电层（Bhatti，Zeeshan，Ellahi，&Ijaz，2017年），非牛顿纳米流体流动（Mubashir Bhatti例如，2017 年; Jamalabadi，2015 b），Williamson纳米流体中的热扩散（Mubashir Bhatti Mehdi Rashidi，2016），矩形管道中的蠕动流（Ellahi，Mubashir Bhatti，Vafai，2014年），停滞点流（Bhatti，AliAbbas，Rashidi，2018年），电液动力热增强（Sheikholeslami Bhatti，2017年a），具有各种纳米颗粒形状的纳米流体的强制对流（Sheikholeslami和Bhatti，2017年b），混合对流与化学反应（Abbas Tehseen Ayub Muhammad，2017），微流体T型接头中的液滴形成（Jamalabadia，Shirazi，Kosar，Shadloo，2017; Oveisi，Kazemi，Jamalabadi，2017）和MHD推进（Jamalabadi Park，2014）等。&&&&&&&&通常的磁流体流量计在小于https://doi.org/10.1016/j.jcde.2018.01.0052288-4300/©2018计算设计与工程学会Elsevier的出版服务这是一个在CC BY-NC-ND许可证下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。我的Abdollahzadeh Jamalabadi/ Journal of Computational Design and Engineering 6（2019）9293百分之三十两相磁流体动力学传热和垂直通道中的流动问题在整个实验过程和软件计算中受到许多研究人员的关注（Malashetty Leela，1992）。垂直管道中的各种类型的流体流动状态（泡状流、段塞流、搅动流和环状流）可以受到磁场的影响。这两种流体都是导电的和不混溶 的 ， 除 了 它 们 具 有 不 同 的 热 导 率 和 电 导 率 之 外 。 Branover（1986）关于将磁流体动力学（MHD）改造为电力的等温气体扩散Eric-son循环的论文，是第一篇将MHD应用于两相流的 两相磁流体流动的传热因子是由Inoue等人计算的。1987年，首次。此外，许多研究人员也研究了水平（Arosio Guilizzoni，2008）和垂直沸腾（Antal，Lahey，Flaherty，1991;Levy，1999）中的不包括水（ Malashetty& Leela ， 1992 ） ， 制 冷 剂 -113 （ Chen ， Li ，&Cheng，2009;KoncChiar，Kljenak，&Mavko，2004）是许多类型的数值和实验研究的主题。哈特曼数效应是增加温度和加速速度（Moghloves，2012;Shail，1973）。类似地，已经进行了实验研究（Moghran，2012; Roman等人，2014年; Shail，1973年）和软件计算（Jang &Lee，2000年）的培训证明，发现了显著的流速激增。此 外 ， 还 全 面 研 究 了 气 / 液 比 对 燃 煤 MHD 发 生 器 的 影 响（Malashetty Umavathi，1997; Sheikholeslami Zeeshan，2017a）。Cotton，Robinson，Shoukri，and Chang（2005），Sadeket al. （2006，2008），Cotton，Robinson ，Shoukri和Chang（2012）发现，当介电瑞利数为液体雷诺数时，电流体动力学力影响压降。电流体动力学力对核态沸腾（Zeitoun Shoukri，1997）、动 量 交 换 （ Owen ， Hunt ， Collier ， 1976 ） 和 流 体 流 动 机 制（Serizawa，Ida，Takahashi，Dakiyoshi，1990）也有在许多常见的沸腾和冷凝教科书中（Collier&Thome，1996），对垂直管内两相流的数值模拟进行了讨论。低压下的过冷流动沸腾（Tu，1999）包括蒸发（Ranz Marshall，1952）和湍 流 （ Ransom ， 1989;Shawkat ， Ching ， Shoukri ，2007;Shawkat，Ching，Shoukri，2008; Tu，Yeoh，Park，Kim，2005）在许多研究中被研究。基于管道的定向，流体流动的状态被改变。 Mandhane、Gregory和Aziz（1974年）给出了水平管道中气液流动的流型图，其中包括低压过冷沸腾流（Tu Yeoh，2002年）。沸腾两相流的稳态一维建模基于该状态图进行，并通过实验进行基准测试（Peles Haber，2000）。两相流中的热辐射效应也包括在纳米尺寸（Jamalabadi，2015a），微米尺寸（Jamalabadi，2015 c），毫米尺寸（Modest，2003）通道的许多研究中。基于辐射传热教科书，有许多数学模型，包括热辐射在机械系统（Zolotarev Demin，1977）。Hale和Querry测量了水在200 nm至200 lm波长范围内的光学常数（HaleQuerry ， 1973 ） 。 许 多 文 献 研 究 了 天 然 水 应 用 （ MobleyRudolph，1994; Pope Fry，1977）和两相系统（Dombrovsky，2007; Lu Wang，2013）中的辐射传输虽然一维方法（Wallis，1969）是两阶段系统的简化，但它在许多要求中得到了使用和验证（Peles Haber，2000; Zuber，1961）。在许多应用中感兴趣的另一个主题是两相流的流致振动，这是重要的压力容器和热交换器系统的控制和维护。现有的沸腾和两相流振动效应的实验测试是在池、薄膜、流动、封闭和过冷沸腾条件下，以水、氟里昂-113和R134 a流体进行的。要测量的感兴趣的参数是气泡频率、压力、气泡直径、空隙率和质量波动。Pettigrew等人测量了两相横流中管束振动的流体动力质量和阻尼效应，这些效应会影响换热器的流体弹性不稳定性（Pettigrew Taylor，1991; Pettigrew，Taylor，Kim，1989）。Axisa、Antunes和Villard（1990）研究了流体横向流动对换热器管结构的随机激励。Tay和Thorpe（Tay Thorpe，2004）研究了气液弹状流中液体物理性质对作用在弯管上的力的影响。Ozar、Dijiang、Chen、Hibiki和Ishii（2012年）研究了气-液气泡到搅拌湍流状态下的界面面积浓度。最近，Chen，Hibiki，Ishii，Mori和Watanabed（2017）研究了水平强迫振动下过冷沸腾流动中的空隙率变化。受上述现有技术的启发，在这项研究中，MHD力对振动流体诱导力的影响及其对结构的影响进行了评估。本文讨论磁流体力学（MHD）。在本研究中，电磁耦合洛伦兹力只是外部叠加，并且可能通过施加电场（在z方向上）和磁场（在x方向上）来产生，这两者都是稳定的并且在空间上均匀分布。然而，在这样的布置中，洛伦兹力是恒定的，并且可以被吸收在压力项或重力项中，但是该问题在文献中没有解决，即使它可能不是什么新的物理问题，因为压力或重力常数的变化具有相同的物理效果。此外，由于流体的低电阻率，必须施加不切实际的高（B = 10 T）才能看到任何效果。如此高的磁场只能由超导磁体产生.2. 问题定义图1显示了具有边界条件的垂直加热管段。如图所示，纯液态水进入通道（入口位置在y = 0处），温度Tin（在饱和温度下）和已知的平均速度（从G和A =3.64 cm2），同时其在出口处的压力（表1中给出的P出口）是已知的。流体流动环形通道（内管直径=Fig. 1. 有边界条件的垂直加热管道。94我的Abdollahzadeh Jamalabadi/ Journal of Computational Design and Engineering 6（2019）92@@0我我I;i一我我我我Ai@yI;i i ii@v=0@表1加热管道的入口和出口边界条件（Zeitoun &Shoukri，1997）。情况G（kg/m2 s）p出口（bar）Vin（m/s）q（kW/m2）Tsat-Tin（°C）1156.151.370.164286.6814.92411.701.50.433705.5022.53283.11.230.292478.519.74288.71.250.303598.323.5表2液态水的各种电场和磁场值以及MHD系数。案例E（V/mm）E2（MV2/m2）B（T）EB（kVT/m）A-0.5 0.25010 5B-0.2 0.04 10 2轴，Vi是该方向上的平均速度。在稳态状态下，（1）的LHS中的第一项变为等于零，并且管入口和出口之间的剩余方程的积分（y = 0）和当前位置y给出稳态连续性方程（Collier Thome，1996）：aqvyaqv0ZYM0IDY020.011-0.10000.500 - 0.500 0.500 - 0.500 - 0.500我我i-i我我的博客0一;E 0 0 0 01.0000 0.2 0.2000G 2.5 6.2500H 5 25.0000 0.3 1.5000100.0000 0.45 4.500012.7 mm，外管直径= 25.4 mm，长度为114.6 cm）被部分均匀加热（表1中给出的q00从y=34cm到y= 64.6 cm），同时将电场和磁场（表2中给出）施加到彼此垂直且与流动方向垂直的流体流上（J =r E（E + V× B））。 避免其中应求解每个相（i =液体，蒸汽）。采用文献中提出的模型假设质量源（Levy，1999; Ranz& Marshall，1952; Shawkat等人，2007; Tu，1999）。采用一维方法对问题进行了简化忽略任何速度梯度，则没有MHD效应，因为流动涡度是任何贡献于洛伦兹力的电势的源项。此外，粘性摩擦的影响是邻近固体壁的速度梯度的结果。此外，它取决于流动结构，即，如果有层流或湍流。双流体模型的一维动量平衡方程可以写为（Collier Thome，1996）：计算成本问题在当前的网络中得到解决。@2m0i@@通过一维的方法，而水力直径(1.23cm）小于纵向尺寸（114.6 cm）。全频道冲浪表面没有任何散热（绝热）。@taiqivi@yaiqiviAvI-aiqig-@yaiP@yaisi;yy-f0vi-vj-f0viM0;3在计算流体力学中，通常规定入口速度，出口压力设置为零。对于通道流，流体通过压力梯度（需要P_in和P_out）或通过具有流出条件的入口速度，或者可替代地，在周期性域中被引导。这是常见的标准，因为仅关注压力梯度。因此，通过数值方法计算的入口处的压力与给定流速下的总压力损失相同。但在这里，进口速度和出口压力的变化，是为了显示这两个参数的影响本研究的要点之一，即对于特定的复杂问题，一维方法产生了非常重要的简化，其中一些对于所研究的流动的性质是必不可少的如果这是一个抽象的作品，例如偏微分方程理论，这种方法其中，M0i表示除了压力和摩擦力s之外的力，如磁流体动力。对于两相泡状流，进行了简化。两相流中的物理现象的特征在于表面张力、热致表面张力梯度（Marangoni效应）和相扩散的强烈影响影响，所有这些都忽略了本手稿。似乎所有这些效应都以与MHD效应相同的方式处理，即它们都被建模为外力，所有这些都由M项表示。忽略表面张力效应的问题将在后面的结果部分讨论。将相间力视为每一相的外力，忽略瞬态项，轴向粘性应力，并利用方程。（1），Eq. （3）可以被改写成非保守形式：如果它能导致有趣的理论结果，a qv@vi@100v2=200我（Mirzaei等人， 2016年）。3. 数学模型在局部平衡假设（Pi=aiP）下，忽略相间扩散、壁面凝结、界面动量储存和表面张力，考虑了截面平均（一维）两相问题，我我i@y ¼ aiqi @y1/4m0ivI-vi-aiqg-@aiP-f0vi-vj-f0viM0;ð4Þ除以等式（4）通过aiqi，我们得到：22m1@y¼AaiqvI-vi-g-aiq@yaiP-fI;ivi-vj找到每个相变量（温度、速度、压力、空隙ii分数），界面和壁的热量和质量传递变量。双流体模型的一维质量平衡方程可以写为（Collier Thome，1996）：-fiviMi; 5其中fi<$f0i=aiqi。压力梯度可以分为两项：Maiq1@1 @PP@ai@ti@ yi A-aiqi@yðaiPÞ¼-q@y— 阿我我@y;600万其中Ci¼m0i 是n相之间的传质项（由冷凝或蒸发），y是沿管的坐标方程中的第二项（6）是繁琐的，可以包括在Mi。方程的积分（5）从0到y给出：我的Abdollahzadeh Jamalabadi/ Journal of Computational Design and Engineering 6（2019）92950i我v我我vv我22þyMAaqvI-vi-g-fI;ivi-vj-fiviMi一uI2-qiPvi@y-qi ;ji I;i我我我我我-@yaPv -a qiv@yQI-qiA;1000万I;i我 我我I;i我 我我@y我我我i@y. v2P我. v2 P我aiqiviuiy-aiqiviui 02个月q免费WiFi2 格ð0ÞZy。M.v v2P！一我我Z.Σi0i-i@i000 000i我aiqfvi其中压缩功是由压力和粘性来完成假定流体是可忽略的。双流体模型的能量守恒为：此外，焦耳耗散的影响在这里被忽略，即使流体具有高电阻率。使用表2中给出的一些数字进行粗略估计，可能会给出106 kW/m3量级的内部加热率。如此高的价值是完全不现实的。@的。阿q。uv2游戏@的。阿q。uv2v此外，在低传导流体中，v x@tii第二章@y我ii 2iB感应项可以忽略不计，由此产生的洛仑兹力为sites的数量级为N/m3。因此，即使哈特曼m0i.uv2þa qvg@aqqT@aPv我AI2@—我我 我000— @y00伊鲁伊河我不知道@我爱你数字是有限的，斯图尔特数字几乎为零，这表明，对流动没有电磁效应因为唯一的MHD的能量表达式（运动导体的欧姆@y忽略了（8）中的瞬态项和其他一些项，并使用方程（10）。（1），则得到（8）的非保守形式：满意在一般的控制方程已经被实现了针对所述方程及其相关含义计划它们的解决方案。4. 结果aqv@.uv2m0i.乌乌二 对二a qvg@我我i@yI2.0AI-i2-2—我我 我— @y开发了一个用于数值模拟的内部代码，×aiPvi-q0i0;0jWiq0i0qr;9涉及压力的项可以重写为：一维两相流表3显示了网格依赖性。病例4的证据测试。最低网格被认为是最终解，并根据该情况的平均差异如网格大小的减小所示，在我我我我@。PPm0i相对误差百分比降低。对于当前研究，网格大小0.01用于下一次计算。之间的比较因此，Eq. （9）可以改写为：数值和实验结果如图2所示。一般来说，当考虑静态和均匀磁场时，Lor-aqv@.uPv2我m0i.乌乌2 2P我entz部队正在打破那些倾向于放慢速度的部队我我i@yiq2¼AI-i2-2-q任何流量。 图2所示的比较仅涵盖了这是一个很大的争议，协议是充分的。-aiqivig-q0i0;0jWiq0i0qr;11动能方程是由动量方程乘以速度得到的。乘以等式（4），我们得到：说服力在考虑电磁场作用下的对流换热时，对惯性力与粘性力之比Re、对流换热与传导换热之比Nu、动量与动量之比Pr等无量纲组和控制参数进行了讨论。aqv@10v2=200m0i2@tum扩散率对热扩散率），Fr（流动性与热扩散率的比率），我我 我@y¼AvIvi-vi-aiqivig-vi@yaiP-f0vivi-vj-f0v2M0vi;12tia与诸如重力的外部场的比值）、We（动能冲击表面能的能量）效应和Ha（电磁力与粘性力的比值当量（12）也可以改写为：力）和N（电磁力与惯性力之比），对于所谓的MHD效应，Sr（涡流频率之比aiqvi@m0i2我我我我0我ij02脱落到流体）以捕获振动。我@y¼A v v-vi-a qivg-fI;ivv-v-fiviM0vi-PV i@ai;减去Eq. （13）从Eq。（11），得到内能的方程，其内容为：给出了单分散液滴形式的经典结果，（见physics）Rev. Letters and Soft Matter出版物中关于在存在电场的情况下微流体中液滴的产生和破裂过程的描述，特别是在最近10年中），很明显，洛伦兹力在气泡动力学中具有影响。尽管文献中的所有计算都参考了空隙率@um0我我v-v我我这并不意味着这个参数是最重要aiqvi¼ ðuI-uiþ-- q000一个. 这在很大程度上取决于一个人感兴趣的问题。为i@y A2qii;j i例如，在DNB（偏离核态沸腾）的情况下，即，f0vi沸腾危机，壁温至少是一个参数，它可以被重写为保守形式（Eq. （15））：表3案例4的网格依赖性测试@aiqiviuim0i.你看我-我看你！DX相对误差百分比0;¼0ð7Þ¼96我的Abdollahzadeh Jamalabadi/ Journal of Computational Design and Engineering 6（2019）92@ y¼AuI2-qi— q0i0;0jWiq0i0qr0.1 23.680 020@ai0.05 14.09fI;ivi积分方程（15）从0到y，下面的等式得到：0.02 5.470.01 0.460.005 0.0我的Abdollahzadeh Jamalabadi/ Journal of Computational Design and Engineering 6（2019）9297⁄F1-E-图二. 验证代码与实验结果：案例3重要性不亚于空隙率。人们经常提到空隙率，主要是因为（i）这个参数很容易测量，(ii)实验和数值模拟之间的比较是特别好的这个参数。流体弹性不稳定性的临界（最小）速度由vut2。2015-01-22：25eQ一 1这表明只有很小的表面波可以向上游移动。两相流有效流速与表面波流速之比最大值出现在情况A（小于0.8）。随着电场的增加，整个流路的弗劳德数将减小，这表明电场对表面波效应的减小有一定的影响。图图4a示出了各种电磁参数的影响。沿管的长度对流体横截面力起作用作为f-Þþqgað17Þ显示了这种波动源随着流量的变化而增加从单相到多相。与单相流体不同其中，弹性安装的气缸固有频率（f）和阻尼比（n）假定为常数。这个速度是由动能和阻尼吸收能相等而得到的流体的动量应该抵抗系统的阻尼，基于该方程。（17）可以推导和采用。弗汝德数是垂直管流中最重要的无量纲数之一。图3说明了表2中各种情况下流体弗劳德数与管长度的关系。关于弗劳德数的讨论（通常与文本中的欺诈数混淆），通常定义为u/sqrt（g其中u是参考速度（例如入口速度或平均速度），g是重力加速度，L是参考长度尺度。在两相连续介质力学中应用弗劳德数大的相对速度会导致动量通量之间的不稳定。如表2的所有情况所示，弗劳德数小于1两相流诱导振动（FIV）是由流体运动状态、两相之间的相互作用、热物理性质以及基于蒸发和冷凝的质量汇/源引起的各种参数的函数。JSME将流体冲击力引起的流致振动归为动量脉动的范畴如从管道开始的距离增加所示，流体动量影响将增加四倍以上，直到加热段的中间绘制的力是从伯努利压力（混合物密度和速度的函数）和管的横截面积导出的在管中的结构替换的情况下，该力的一部分可以被收集（基于结构的横截面及其升力和阻力系数）作为用于1D或2D谐振子的激励力。如从情况A到情况I所示，流体力峰值持续收缩。由于磁流体动力利用了流体冲击力。基于Tay和Thorpe的测量（Tay Thorpe，2004），液体物理性质对幅度的影响在向上两相流（搅动流状态）气液弹状流中，作用在弯管（U形管弯管）上的脉动力与总表观速度成线性比例，FRMS¼3： 51qu2A.qj2D！-0：4ð18ÞFMR图三. 表2的各种情况下的流体弗劳德数与管长度的关系。图图4b展示了对于表2的各种情况，均方根（RMS）流体横截面力相对于管长度的估计。暴露后，加热区的FRMS降低随着磁流体力的增加，均方根流体截面力将更好地重建其单相流的大小。这种动量通量的非定常性在MHD力的作用下趋于减小，并有可能超过内部FIV。冲击引起的水击压力升高会影响管壁边界表2中各种情况下的流体壁力值与管长的关系如图2所示。 4杯该力垂直于流动方向，由管壁向下承受，直至液塞碰撞。流体壁力可以通过流体质量通量与管内声速（c）的乘积（F水击/^qfufcA）来推导。如所例示的，qfvf;最大值≤ qgvg;最大值¼3G98我的Abdollahzadeh Jamalabadi/ Journal of Computational Design and Engineering 6（2019）92R.Σ.Σa我prdbw图图5a示出了对于表2的各种情况的气泡离开频率与管的长度的关系。该值是由于从液相到汽相的成核沸腾而产生汽泡的速率如所示，气泡离开频率在加热区降低，并且MHD力的应用对其没有特定的影响。此外，由于气体体积流的低结果表明，在给定的入口速度下，在环空流动区附近和段塞与环空之间存在动量通量波动的临界频率fc在两相流中，Eötvös数（Eo）或邦德数（Bo）是相对于体积力的表面张力的量度，对于确定周围流体中移动的气泡或液滴的形状很重要。在图5b中阐明了表2中各种情况下Eo数与管长度的关系。如所确定的，Eötvös数Eo¼qfgD2在加热区降低，磁流体力的施加对其没有特别的影响。图5c显示了表2中各种情况下气泡平均直径与管长度的关系。在给定的蒸汽空隙率下，气泡直径与界面面积浓度有关。气泡的平均直径可以被评估为最大气泡直径的一半，并且从临界韦伯数和相对速度评估。正如证实的索特意味着泰勒泡直径Dsm¼6a 突然减少，管的起始和磁流体力的施加对其影响不大在足够大（大于临界管径）的管道中，液汽混合的增强和Taylor气泡的破裂，由于帽盖形成的不稳定气泡的二次流动，会影响FIV。当临界管径比小于40时，流型可视为泡状流型。临界管径是水力直径、液相表面张力、重力常数和汽液相密度差的函数。 图 5d显示了临界管道直径与表2各种情况下的管长度。正如公认的那样，临界管径Dcrp肌酐清除率下降，Dgqf-qg图四、（a）流体横截面力与管长度的关系（b）均方根流体横截面力与管长度的关系的估计（c）表2中各种情况下的流体壁力与管长度的关系。在加热区中壁力增加。随着磁流体力的增加，壁面力峰值减小。在高流速和湍流状态下，可能发生气泡聚结和破裂，这导致振动。对于80°接触角，计算的气泡脱离直径和重力常数导致气泡脱离的测量频率.上午9点半，图5d表明临界管径小于临界值40。由于分离流态是无效的，必须采用泡状流态流体速度和混合物速度与表2中各种情况下管子长度如图1所示。 6A和B依次。如已知的，两个速度在加热段处向上翻转由于气体速度的影响，这种影响通过使用MHD力，峰值速度降低，并且将获得更平坦的轮廓。根据制冷剂、冷冻剂和水的经验数据，建立了最全面的内流强制对流沸腾半经验公式。几种情况下壁面对流换热系数随管长的变化表2中所示的方法在图7中示出。如图所示，除了在管的开始和结束处的两个区域之外，对流传热系数是均匀的。对流换热主要贡献于单相液体的核态沸腾区（Dittus-Boelter）换热系数。通过使用磁流体力的对流换热系数略有增加。水击力中最重要的部分是以声速为基础的。图8给出了表2中各种情况下声速与管长度的关系。如图所示，声速随着距离的增加而略有减小，但磁流体力的作用并没有改变声速的值我的Abdollahzadeh Jamalabadi/ Journal of Computational Design and Engineering 6（2019）9299.p图五、（a）表2中各种情况下气泡离开频率与管长度的关系。（b）表2各种情况下的Eo数与管长度的关系。（c）对于表2的各种情况，气泡平均直径相对于管长度的Sauter估计。(d)表2中各种情况下的临界管径与管长的关系。表2中各种情况下的蒸汽和液体雷诺数与管长度的关系如图9a和b所示。汽液雷诺数均随距管端距离的增加而增加。蒸汽的上升比液体高，因为由于沸腾产生的空隙导致蒸汽速度增加更高。通过使用磁流体动力，蒸汽和液体雷诺数的值都被阻尼。图图10示出了表2的各种情况下的辐射热通量与管长度的关系。结果表明，在加热段初始化后，辐射热流是重要的，磁流体力的作用使热辐射热流增加。表1和表2中各种情况下的空隙率与管长度的 关 系 如图所示 。 十一岁如图所示，通过MHD的增加迫使汽相量减少。过冷流动沸腾使汽泡离开管壁的速度减慢。从表面张力和浮力压力的平衡出发肯定的内部和外部泡沫D0：29pr. 图 12gqf-q g提供了各种MHD力对气泡脱离直径与管长度的关系的影响。 从轴向距离的增加可以看出，气泡的脱离直径增加，直到其最大值为止，管的末端。在换热系统中，当运行温度或压力负荷低于设计工况时，导致过冷气泡成核，这可能是段塞流或搅动流状态发生的时机。压力或动量通量波动的频率（与泰勒气泡的频率）与管道的固有频率之间存在关系。结果表明，间隔物具有将大扰动分解为小扰动的作用，从而降低了总的波动能量。当管道直径大于Taylor时，气泡直径对管道的卓越频率影响不大。磁流体力的施加对气泡脱离直径分布影响不大。此外，沸腾表面和一定深度的壁面材料对沸腾传热过程中的热分配起着重要作用，并影响临界热流密度现象的发生。或者，汽泡上方的液体流也引起垂直于相对运动方向作用的升力。在计算气泡脱离直径时，忽略了旋转连续相、汽化、冷凝的影响。图13（a）示出了表2的各种情况下的第1组空隙率与管长度的关系。总面积平均空隙率或面积平均第1组空隙率项通过实验相关性作为液体表观速度的函数获得（Chen等人，2017年）。图13（b）示出了表2的各种情况下的第1组空隙率与管长度的关系。图13(c)给出了第1组空隙率的临界参数与100我的Abdollahzadeh Jamalabadi/ Journal of Computational Design and Engineering 6（2019）92见图6。(a)表2中各种情况下的流体速度与管长度的关系。(b)表2中各种情况下的混合物速度与管长度的关系。图7.第一次会议。表2中各种情况下管壁对流传热系数与管长的关系。见图8。 表2中各种情况下声速与管长度的关系。见图9。(a)表2中各种情况下蒸汽雷诺数与管道长度的关系。(b)表2各种情况下液体雷诺数与管长度的关系。表2各种情况下的管长度。图13（d）描绘了对于表2的各种情况，第1组空隙率的基本参数相对于管的长度。对主要力的基本关注及其相互交换使无因次参数开始运动，从而使人们对物理现象有了更深的理解韦伯我的Abdollahzadeh Jamalabadi/ Journal of Computational Design and Engineering 6（2019）92101FR¼表2的各种情况下的管。韦伯数（We）可用于关联气泡膜厚度泰勒气泡。如MHD力的增加所示，惯性力减小，有利于表面张力。因为韦伯数减少了。图15中展示了表2的各种情况下活性成核位点的密度与管的长度的关系。如图所示，随着距离的增加，活性成核位置的密度减小，磁流体力的增加对活性形核位密度的影响不显著。内部两相流致振动（振幅和频率）可由几何和操作条件引起。由于动量的不连续性，大部分的结构振动都发生在弹状流或搅拌流状态下通量图16示出的液体表观速度.jωq0： 5jf¼ðgrðqf-qgÞÞ0:25在各种情况下，图10个。表2中各种情况下的辐射热通量与管长的关系。number.我们 qfj2D包括毛细管数（Ca=粘性力/表面张力）和雷诺数（Re=惯性力/粘性力）。 图 14表示韦伯数与长度的关系表2.流型图通常是根据液体的表观速度绘制的。如图所示，液体表观速度首先在加热段的开始处降低，然后随着距离的增加而增加。结果表明，不能将整个管道作为泡状段塞流流型进行分析。磁流体动力对液体表观速度的影响不是直接的见图11。 表2的情况1-4的空隙率与管长度的关系102我的Abdollahzadeh Jamalabadi/ Journal of Computational Design and Engineering 6（2019）92见图12。表2中各种情况下气泡离开直径与管长度的关系。见图14。 表2的各种情况下的韦伯数与管长度的关系。图十三. (a)表2的各种情况下的第1组空隙率与管长度。(b)表2的各种情况下的第1组空隙率与管长度。(c)表2中各种情况下第1组空隙率与管长度的临界参数。(d)表2中各种情况下第1组空隙率与管长度的基本参数。我的Abdollahzadeh Jamalabadi/ Journal of Computational Design and Engineering 6（2019）92103图15. 表2的各种情况下活性成核位点的密度与管的长度的关系。图16. 表2中各种情况下液体表观速度与管长度的关系。表4变化在的虚空分数参数。参数空隙率滑动增加气泡尺寸增加边界加热增加压力梯度减小洛伦兹力减小含气率是影响两相流的重要因素流型对空泡率的预测起着重要的作用对于弹状流和泡状流（低含气率），含气率随着气液滑移速度的增加而增加（非均匀效应）。表4显示了空隙随参数的变化如所示的滑移速度，气泡尺寸，和边界加热的增加的空隙率的量增加，而增加的内部压力梯度（其具有相反的关系由管直径）和洛仑兹力的空隙率的量减少。然而滑移速度图17. 表2中各种情况下表面张力和重力参数对动量通量频率随管长变化的影响。在很低的液体流速下，空隙率被气体速度释放表2中各种情况下，表面张力和重力参数对动量通量频率的影响与管道长度的关系如图17所示。文献中用弗劳德数的二次方根除以韦伯数的参数来度量两相涨落的频率。如图所示，该参数的大小在加热段之前增加，在加热段之后下冲。 MHD力减小了该参数的幅度5. 结论开发了一个一维数值计算程序，对垂直加热管道内的两相流动进行了数值模拟。数值计算结果与实验结果的比较表明两者吻合较好。对磁流体力对两相流激振动影响的参数研究表明：在本研究中，基于弗劳德数，小表面波随着流动由单相向多相的变化，脉动的电磁源增大。随着含气率的增加，流体动量冲击将急剧增加。通过增加电磁源，使流体冲击力峰值不断缩小，从而控制了流体冲击力。均方根（RMS）流体横截面力在加热区减少，而通过增加的MHD力，他们增加。管壁力（水击压力）在加热区增加，而随着磁流体力的增加，壁力的峰值减小。气泡的脱离频率在加热区降低，磁流体力的应用对它没有特定的影响。通过使用MHD力，峰值速度降低，并且将获得更平坦的轮廓。通过磁流体力的作用，对流换热系数略有增加。通过使用磁流体力，汽相和液相雷诺数的值和汽相的量以及惯性力都减小了。随着磁流体力的增加，惯性力减小，有利于表面张力。●●●●●●●●●●●104我的Abdollahzadeh Jamalabadi/ Journal of Computational Design and Engineering 6（2019）92磁流体力的增加对活性核化点密度、气泡脱离直径、声速和液体表观速度的影响不显著。两相涨落的频率随磁流体力的施加而降低。利益冲突作者声明，题为“垂直加热上升流中两相流诱导振动的电磁流体动力学效应”的手册没有利益冲突引用Abbas Tehseen，Mubashir Bhatti Muhammad，Ayub Muhammad（2017）.通过多孔里加板的具有化学反应的Casson纳米流体混合对流的辅助和对抗。机械工程师学会会刊，E部分：过程机械工程杂志：0954408917719791。AbdollahzadehJamalabadi，M. Y. （2015年）。微通道内临界流动沸腾的一维两相模型综述。International
我的内容管理
展开
