机载蒸发循环制冷系统中直角弯管内两相流动的数值模拟摘 要 为了适应我国航空航天技术的进展，以及在大过载飞行器上使用蒸发制冷循环的需要，本文对动载作用下两相流的流动与换热特性进行了初步讨论。选取了具有代表意义的直角弯管流动管道，利用商业计算软件 CFX，对动载作用下管道内的两相流动进行了数值模拟，以比较分析机载蒸发循环制冷系统中由于加速度过载作用对两相流动的影响。与无过载时相比，过载作用下管内两相流的流型、空泡份额、速度和压力分布以及流阻都发生了显著变化，并且与过载的大小及方向有关。关键词 机载蒸发循环制冷系统 两相流 动载 数值模拟1 前 言大功率高集成电子电器设备的装机，大大提高了飞行器的总体性能。但它的发热载荷也由先前的几千瓦提高到目前的几十千瓦。传统的空气循环式制冷系统已很难满足现代飞行器电子设备的冷却要求。早在上个世纪的七八十年代，西方先进国家就酝酿使用液冷和蒸发循环制冷系统的想法。在机动飞行的飞行器上采纳液冷和蒸发循环制冷系统首先遇到的难题即为动载作用下的管道内的两相流动。动载作用下的气液两相流在流动和传热特性上有它本身的特征。其液相涌塞、断流（尤其在转弯处）将更趋明显。在凝珠汇流和气泡剥离等方面也将有大的变化，进而影响其流动和传热特性。我国航空技术的进展，迫切需要为机载电子电器设备提供一个合适的工作环境 ，延长其使用寿命。机载蒸发循环制冷系统的研发势在必行。本文着重考虑了直角弯管的情况，对动载作用下管道内的两相流动进行了数值模拟。本文的数值模拟部分采纳 ANSYS 公司的计算流体力学软件 CFX。CFX 从 CFDS FLOW3D 进展而来，建立在世界最大的科技工程企业 AEA Technology 50 余年科技工程实践经验基础之上。经过近 30 多年的进展，CFX 被化工和过程工业公认为解决流体流动、传热、多相流、化学反应和燃烧问题的首选工程仿真软件。 在分析离散相和连续相相互作用的质量、动量、能量传递过程中，CFX 具有世界公认最完整、可靠和稳定的多相流模型系统。本文计算中，采纳了两流体模型，它是目前一致公认最为完善可靠的两相流模型，已被 CFX 软件所采纳。2 理论模型以及基本方程2.1 控制方程由于两相流在界面上存在参数的传递， 两相流基本方程比单相流基本方程数量要多，而且内涵复杂。下面给出两相流的控制方程：2.1.1 连续方程： （1）定义为： （2）式中：为单位体积从相到相的质量流量；为单位体积从...
