陈洁等：基于两相流EWF模型的样品表面相变行为及液膜变化的C℉D预测 ·727· (a) (b) (e) 2 d .Cm 图8不同时刻样品上表面露水形态图.(a)465s:(b)650s:(c)765s:(d)1450s:(e)1595s:(01800s Fig.8 Macrographs of dews on the upper specimen surface at different time:(a)465s:(b)650s:(c)765s:(d)1450s;(e)1595s:(f)1800 s 品表面的相变行为.在此基础上利用EW℉模型对样 图10为EW℉模型模拟得到的不同时刻样品上表 品表面液膜变化进行初步预测，由于样品六个表面的 面液膜形态分布图.从图10可以看出，由于实验仓的 温湿度曲线类似，现只以上表面（监测点2对应的表 不对称性，在结露的全过程中表面液膜的厚度分布也 面)为代表来展示预测方法及结果. 是不对称的，并且液膜在样品右侧最后蒸发掉.对比 图9为入风口速度为11ms时，HTP020实验 图10和图8可以看出：实际露水生成过程中，刚开始 仓z=0.4m截面的速度场，其中仓门的位置在下部. 露水以液滴的形式存在，小液滴慢慢长大后相互接触 由图9可见，仓门处的结构对风速场的对称性产生了 形成液膜，整个过程都伴随有液滴的存在：而EWF模 较大的影响，该截面流场存在明显的涡流 型假设水蒸气凝结后以液膜的形式存在，且形成的液 速度ms 膜无法从样品边缘流出，导致1800s时样品边缘的液 7.0 膜仍然有液膜的残留.因此，EWF模型与实际物理模 型存在一定的差距.但对比图8(d)和图10(d)可以发 现，当液滴形成薄液膜时，预测中液膜呈现的形态与物 理实验中原位摄像系统捕捉到的液膜形态初步吻合. 虽然EWF模型与实际的物理模型存在一定的差 距，但在液滴充分发展为液膜阶段，实际液膜分布情况 与模拟液膜分布吻合较好.在目前实验仓内样品上的 0.9 液膜形态还没有直接的、实时的测量方法的情况下，可 0.5 以利用该模型来对液膜进行初步的预测. 图11为利用EWF模型模拟得到的上表面不同部 图9入风口速度为11m·s1时，HTP020实验仓：=0.4m截面 位平均液膜厚度随时间变化规律图.由图可知，三个 的速度场 Fig.9 Velocity field of the :=0.4m section in the HTP-020 cham- 部位的平均液膜厚度规律一致，都是先上升后下降，最 ber with an inlet velocity of 11 m's-! 后消失，在1200s时液膜厚度最大.比较上表面不陈 洁等: 基于两相流 EWF 模型的样品表面相变行为及液膜变化的 CFD 预测 图 8 不同时刻样品上表面露水形态图． (a) 465 s; (b) 650 s; (c) 765 s; (d) 1450 s; (e) 1595 s; (f) 1800 s Fig． 8 Macrographs of dews on the upper specimen surface at different time: (a) 465 s; (b) 650 s; (c) 765 s; (d) 1450 s; (e) 1595 s; (f) 1800 s 品表面的相变行为． 在此基础上利用 EWF 模型对样 品表面液膜变化进行初步预测，由于样品六个表面的 温湿度曲线类似，现只以上表面(监测点 2 对应的表 面)为代表来展示预测方法及结果． 图 9 为入风口速度为 11 m·s － 1 时，HTP--020 实验 仓 z = 0. 4 m 截面的速度场，其中仓门的位置在下部． 由图 9 可见，仓门处的结构对风速场的对称性产生了 较大的影响，该截面流场存在明显的涡流． 图 9 入风口速度为 11 m·s － 1时，HTP--020 实验仓 z = 0. 4 m 截面 的速度场 Fig． 9 Velocity field of the z = 0. 4 m section in the HTP--020 cham￾ber with an inlet velocity of 11 m·s － 1 图 10 为 EWF 模型模拟得到的不同时刻样品上表 面液膜形态分布图． 从图 10 可以看出，由于实验仓的 不对称性，在结露的全过程中表面液膜的厚度分布也 是不对称的，并且液膜在样品右侧最后蒸发掉． 对比 图 10 和图 8 可以看出:实际露水生成过程中，刚开始 露水以液滴的形式存在，小液滴慢慢长大后相互接触 形成液膜，整个过程都伴随有液滴的存在;而 EWF 模 型假设水蒸气凝结后以液膜的形式存在，且形成的液 膜无法从样品边缘流出，导致 1800 s 时样品边缘的液 膜仍然有液膜的残留． 因此，EWF 模型与实际物理模 型存在一定的差距． 但对比图8(d)和图10(d)可以发 现，当液滴形成薄液膜时，预测中液膜呈现的形态与物 理实验中原位摄像系统捕捉到的液膜形态初步吻合． 虽然 EWF 模型与实际的物理模型存在一定的差 距，但在液滴充分发展为液膜阶段，实际液膜分布情况 与模拟液膜分布吻合较好． 在目前实验仓内样品上的 液膜形态还没有直接的、实时的测量方法的情况下，可 以利用该模型来对液膜进行初步的预测． 图 11 为利用 EWF 模型模拟得到的上表面不同部 位平均液膜厚度随时间变化规律图． 由图可知，三个 部位的平均液膜厚度规律一致，都是先上升后下降，最 后消失，在 1200 s 时 液 膜 厚 度 最 大． 比 较 上 表 面 不 ·727·