微通道气液两相环状流传热特性及场协同角分析

作     者：卓晓义 徐娜 张玮 许鑫 刘培卓 于嘉朋 方嘉宾 ZHUO Xiaoyi;XU Na;ZHANG Wei;XU Xin;LIU Peizhuo;YU Jiapeng;FANG Jiabin

作者机构：太原理工大学化学工程与技术学院化学产品工程山西省重点实验室山西太原030024 西安交通大学化学工程与技术学院西安市一碳化合物生物转化技术重点实验室陕西西安710049 

出 版 物：《化学工程》 (Chemical Engineering(China))

年 卷 期：2025年第53卷第1期

页      面：36-41,53页

学科分类：080701[工学-工程热物理] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(22178241,21908152) 西安市一碳化合物生物转化技术重点实验室开放课题 

主　　题：微通道 气液两相流 传热特性 数值模拟 场协同角 

摘      要：微通道内流体传热特性及机制的研究是微反应器调控、传递强化及设计的基础。对于微通道内多相流体系,各流动相的流动、分散等特征直接影响多相体系的传热特性,决定了微通道传热效率。利用数值方法研究十字型微通道气液两相环状流传热性能。在环状流传热过程中,气相引入一方面让气液间的剪切力带动液相提高了液相流速;另一方面增加扰动从而减小了场协同角,两方面共同作用强化环状流总传热性能。从环状流液膜波动出发,引入场协同角研究液膜波动与环状流局部传热性能的关系。在液膜波动处局部场协同角变小,场协同角越小,高速气相与高温液相之间的热量交换越强,因此高速气相带走更多的热量,从而强化了环状流的总传热性能。最后根据研究初步绘制传热流程图,为微反应器内部温度控制和传热强化技术提供理论支撑。