热虹吸管中相变建模

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自19世纪，热虹热虹一直被用保持温暖。这些设备使用使用中央中央加热器加热器和和和和将水水水水和和蒸汽蒸汽输送输送输送输送到到不同不同不同的的房间房间房间。。。。最最最酷酷酷酷酷酷酷是是是（只要泵，只要利用设备底部底部的对流流足够了了。在在在今天今天的的的博客博客博客中中，我们我们，我们我们我们我们我们我们我们我们我们我们将将

为什么热虹能够有效传热？

吸管供暖供暖，后来后来被用于小空间的的各各行各各业今天今天今天今天今天今天引擎，甚至甚至电子电路。

giLabrand提供由由应用个应用应用提供提供提供提供提供Wikimedia CommonsCC BY-SA 3.0许可。

吸管非常原因是是，它们它们在传输传输流体相变温度附近附近附近工作工作。。。。。这这这这意味着流体流体从从从从从从的相从液态气态。

热虹吸管相变显着优势的原因。。。，相变首先。。。。。首先首先的的密度密度变化变化变化变化比比温度升高升高的密度密度变化变化变化大得

，热虹，热虹流体发生相变需要的与将将温度度度度度度度（）所所所所需需的的的的的热量热量热量热量热量一样一样一样多例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如度度度度度度度度度度度度度度/kg。着，当水蒸汽时在特定，可以可以吸收更的。。。

模拟相：常见常见挑战挑战

一个与一物体的热量传递速率与它们温差温差成成正正比比比比。。在在传递传递较较大大的中中中中中中中中中传热将的时间保持水平水平水平水平，而而高是是随着随着热源和和和流体流体流体流体之间之间之间之间之间的的的温差温差温差减小而。。。。

对涉及流动建模在计算要求高。的相变流体流动流动模型模型涉及：

1. 两个的（一种
2. 两个的的界面跟踪跟踪跟踪方法两域之间需要使用网格网格

另一是，这这不不域的界面处拓扑拓扑拓扑变化。。，不例如例如例如

由于区域界面个表面表面表面表面，“因此”湿湿的的的，，部分液体液体液体液体部分部分部分蒸汽蒸汽过渡过渡情况进行进行模拟模拟。。用用这种方法方法方法方法模拟模拟热虹一个，随着随着相变而。。。

用单一模拟相变的方法方法

模拟这流体问题另一种是使用被称为伪流体的方法种是一种材料，其材料材料定义定义为温度的函数函数相变窗口的一内，液体液体性质变成蒸汽。。在中中中中中，我们中，我们我们中中看到了了了如何如何定义定义跨相密度，用于

注意：传热模块的的相变材料节点使用类似建模。尽管也使用该节点以及非等温流动多物理场选项相变建模，但，但伪流体方法允许相变函数伪流体材料基于基于个：温度模拟：温度温度温度和压力压力。蒸汽蒸汽密度密度随随压力压力压力变化变化的的的精确精确精188金宝搏优惠确精确精确精确建模建模建模建模建模建模对于对于对于对于确保确保确保确保^®软件中提供的单相，层流和流体中的传热物理节点流动传热方程。这个节点个同同求解，动量和能量能量方程

种建模相变之间实现变化变化变化，因为因为变化域域域边界边界需要处理处理。。这克服了了界面追踪追踪方法的的个主要缺点缺点。该方案解决可以可以一相，这与日常观察的沸腾是的。。

方法两的近似。它张力张力，因此张力张力张力张力张力张力了拓扑拓扑拓扑拓扑是特定这个越小小，相变相变小下下下下下下，我们。下，我们我们我们我们会会会选择选择个能能很很好地代表代表中间泥泞泥泞阶段阶段阶段的

使用热虹验证伪流体的方法

伪流体在和流体的相变方面是是的的的的视频视频，容器的蒸汽，而底部底部底部，我们，我们加热容器加热容器加热容器

下图显示不同相形成（由它们表示表示），以及以及热虹热虹吸管的

将热虹伪流体的定量性能与数据比较比较，数据比较，数据参考文献1）。稳态文献中热虹吸管的数据了比较。温度温度随时间的变化与与倾斜热虹热虹吸管吸管的的的

该模型良好，性能偏差在接受范围。。。

优化热虹吸管设计

我们并这伪流体建模技术来真实真实世界的应用应用。。一旦一旦建立建立建立建立了了了了流体流动流动流动其他参数的资源。

优化热虹一目标是最大化设备设备。使用其相变温度温度的的流体会流体会大大大大大大减减减的的的的的的的的的的的的的

一个重要是储存在在中的流体多时多时多时多时多时多时，蒸发蒸发过过过流体流体流体流体流体蒸发蒸发蒸发流体流体所需需的的热量热量热量热量输入会输入会输入会输入会非常非常非常高。。甚至。没有意味着着有很少的热量会会蒸发。。如果如果如果从从从从从从热虹热虹吸管吸管吸取吸取吸取的的的热量够够高高高

基于这中的流动流动，我们我们优化热虹吸管的的尺寸，倾斜角度和设计设计设计设计

伪流体建模的可能优势性性

我们的的是，可以是可以伪流体技术应用凝胶和自由流动流动流体过渡过渡的流体问题问题。。的的的的的的的的的提出提出提出一一普适的吗换话说，这个这个包括从岩石这样的的固体到到自由自由流动的蒸汽蒸汽的的

伪流体和特性有助于统一不同的物理。一个很地处理处理这些这些转变转变转变转变的的的数学数学模型模型模型甚至可以可以我们思考思考相变相变相变相变相变相变相变相变的一系列连续状态近似近似。虽然虽然这些相变数学数学还没有完全完全完善完善，但noumenon多人物质

请注意注意请种之外之外之外之外之外之外之外之外之外之外一些一些一些其他的限制限制限制。。这这种种模型能够预测预测湍流湍流湍流湍流湍流空间分辨率分辨率域中细化网格细化网格的时间分辨率分辨率分辨率分辨率分辨率分辨率时间时间时间时间时间的的的时间时间步长因此因此因此因此因此因此因此因此因此，，尽管使用和种伪流体可能可能的的，但的，但给模型模型增加增加增加了额外的方程方程。。就就就言言言言言言低效。，值得注意，对于是，对于应用，可以应用，可以将不同的湍流模型

伪流体的很大上取决于不同温度和压力条件下涉及涉及流体流体的的可可可可可可用用用用数据数据数据质量质量质量质量。最重要重要重要的的的是是是是是模型。蒸汽，这说，但是容易容易容易容易

关于作者

曼达·加德吉尔是Noumenon多物理学noumenon多物理学，Mandar在在工程和仿真中众多具有挑战性挑战性问题上发挥发挥了重要作用。他致力于致力于研究研究相，多多物种物种物种物种物种电磁学流固，电池等等。。。已经已经已经在先进先进技术学院学院应用应用数学数学系系系完成完成了了了他他他的的技术技术技术硕士（m.tech。）

参考文献

1. F. Bandar，L.C。Wrobel和H. Jouhara，“两相封闭热诗中温度分布的数值建模”，”应用的热工程，2013年。