气液两相流分配器参数敏感性分析与优化

摘要

针对制冷系统气液两相流分配不均引起的多流路蒸发器能效低下，以及分配器结构设计不合理问题，基于六面体网格和Euler-Euler模型，构建了分配器中制冷剂气液两相流动模型，详细分析了制冷剂在分配器中的流动特性，研究了不同工况下腔体高度、腔体直径以及支管插入深度等参数对分配不均匀度的影响规律，并结合田口法进行敏感性分析及参数优化，得到了各参数的影响权重及最优参数组合。数值结果表明：随着腔体高度与直径的增大，气液两相流混合效果得到改善，分配不均匀度逐渐下降；随着插入深度的增大，分配器不均匀度先降低后增大，插入深度最优值为5 mm;随着质量流量的增大，腔体高度与插入深度的贡献逐渐增大，而腔体直径的贡献逐渐减小，表明分配均匀性对腔体直径的依赖程度降低；相对于基准案例，所得最优组合的不均匀度降低了6.6%～19.3%。该研究可为抑制气液两相流相分离和分配器结构设计提供理论基础及数据支撑。

关键词

分配器 / 气液两相流 / 不均匀度 / 敏感性分析 / 参数优化

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52006164)