水平铜板表面液滴冻结过程的数值模拟

为了探究水平铜板表面温度和液滴体积大小对液滴冻结过程的影响规律,以及冻结过程中液滴内部固液相界面变化和温度场分布,文中基于能量守恒原理,建立了单个静止液滴冻结的数值模型进行模拟研究.研究结果表明:液滴冻结过程中,固液相界面呈凹型状态;随着液滴冻结的进行,固液相界面推进速度呈先快后慢的变化趋势,模拟结果和对应的实验数据吻合良好;冻结完成后,液滴内部温度场呈弧形对称分布,同一水平面上,液滴中心温度要高于液滴两侧温度;水平铜板表面温度越低,固相体积分数和液滴中心温度随冻结时间变化越快,完成冻结所需时间越短;对于体积大小不同的液滴,体积越小,固相体积分数和液滴中心温度变化越快,完成冻结越快.