杜卡帥，胡珀，胡真，翟書(shū)偉

上海交通大學(xué) 核科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200240

非能動(dòng)安全殼冷卻技術(shù)（passive containment cooling system, PCCS）主要依靠水膜的蒸發(fā)換熱以及逆流空氣的自然對(duì)流等共同作用，將反應(yīng)堆在發(fā)生事故過(guò)程中產(chǎn)生的熱量排出到環(huán)境中。為了保證安全殼有足夠的冷卻能力，需要對(duì)水膜在逆向空氣剪切力作用下的降膜流動(dòng)規(guī)律有比較深刻的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而為CAP1400 的PCCS 系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供理論支撐。

由于PCCS 結(jié)構(gòu)為尺寸較大的雙層圓柱罐體，因此可簡(jiǎn)化為大尺度矩形通道。眾多學(xué)者采用實(shí)驗(yàn)[1-3]和數(shù)值[4-5]方法研究矩形通道內(nèi)的降膜流動(dòng)特性，包括降膜厚度、降膜覆蓋寬度、降膜表面波形態(tài)、降膜表面波波速以及降膜流動(dòng)的演變過(guò)程。但是在這些研究中，主要考慮水膜的流動(dòng)，而忽略了空氣和液膜相界面的剪切力。Huang等[6]指出在較大速度的逆向空氣氣流作用下，降膜流動(dòng)會(huì)受到破壞，出現(xiàn)液滴夾帶的現(xiàn)象。為克服試驗(yàn)研究中僅能獲取局部位置的液膜參數(shù)信息，采用數(shù)值模擬手段來(lái)解決。但是在模擬過(guò)程中，水膜通常被假定為定常層流流動(dòng)，忽略其表面波動(dòng)。目前普遍認(rèn)為即使再小的液膜雷諾數(shù)，也會(huì)發(fā)生波動(dòng)，暫時(shí)沒(méi)有波動(dòng)出現(xiàn)可能是由于在降膜流動(dòng)中平板傾角過(guò)小，或者研究中的流動(dòng)距離過(guò)短等原因造成的[7]。田瑞峰等[8]在對(duì)水膜表面進(jìn)行受力分析的基礎(chǔ)上，建立二維板壁水膜波動(dòng)流動(dòng)模型，并討論了液膜入口擾動(dòng)頻率以及擾動(dòng)振幅對(duì)降膜波動(dòng)情況的影響。黃磊等[9]在研究板式海水淡化降膜吸收裝置時(shí)，建立三維平板降膜流動(dòng)數(shù)值模型，考慮了氣液剪切力作用；但是他們研究的計(jì)算域尺寸較小，尤其在降膜流動(dòng)方向上。就現(xiàn)有相關(guān)研究工作而言，降膜流動(dòng)方向上的長(zhǎng)度最多為厚度方向的200 倍[4]。盧濤等[10]研究表明在降膜流動(dòng)過(guò)程中，同一高度處的液膜厚度差別不大。另外，在實(shí)際PCCS 系統(tǒng)內(nèi)，水膜流量隨著重力水箱液位的下降而不斷減小，在鋼制安全殼壁面上形成的水膜厚度也逐漸減薄，水膜厚度占整個(gè)通道高度尺寸的比例是變化的。

因此，在文獻(xiàn)[10-11]基礎(chǔ)上，考慮空氣和液膜相界面剪切力，建立二維單側(cè)矩形通道降膜流動(dòng)的數(shù)值模型，其中入口水膜寬度也被當(dāng)作水膜在入口位置的厚度。為使降膜流動(dòng)充分發(fā)展，同時(shí)盡量減少計(jì)算域中劃分的網(wǎng)格數(shù)量，需先將PCCS 環(huán)形通道的實(shí)際高度進(jìn)行縮小；接著采用固定通道高度而改變液膜入口寬度的辦法，分析通道高度對(duì)水膜厚度沿流動(dòng)方向變化的影響。此外，還考察不同邊界條件（液膜入口速度分布、液膜入口雷諾數(shù)、空氣入口速度以及空氣流動(dòng)方向等）對(duì)液膜形態(tài)以及液膜平均厚度變化的影響，為進(jìn)一步分析PCCS 系統(tǒng)降膜蒸發(fā)傳熱傳質(zhì)特性提供基礎(chǔ)。

1 模型及求解方法

1.1 物理對(duì)象描述

如圖1 所示，PCCS 流道被簡(jiǎn)化成一個(gè)高度為25 mm（x軸，即降膜厚度），長(zhǎng)度為800 mm（y軸）的二維矩形通道，流動(dòng)介質(zhì)為水和空氣。水膜在重力作用下始終沿固體壁面（鋼制大平板）由上而下形成降膜流動(dòng)，而空氣則以一定的速度從入口位置進(jìn)入計(jì)算域，跟水膜形成并流（圖1（a））和逆流（圖1（b））2 種情形。水膜和空氣的相交界面將整個(gè)通道的高度分成2 部分，采用3 個(gè)不同的水膜入口寬度（分別為1、3、5 mm），以研究水膜入口寬度對(duì)降膜流動(dòng)行為的影響。

圖1 物理模型及數(shù)值計(jì)算網(wǎng)格

液膜和空氣的進(jìn)口設(shè)置為速度入口；液膜和空氣的出口設(shè)置為壓力出口；左側(cè)接觸水膜的鋼制大平板設(shè)置為無(wú)滑移壁面，接觸角為45°；而右側(cè)玻璃蓋板也設(shè)置為無(wú)滑移壁面，接觸角為90°。空氣的入口指定為均勻速度，而液膜的入口有均勻入口、準(zhǔn)對(duì)數(shù)分布、對(duì)數(shù)分布3 種方式，如圖2所示。其中圖2（b）、（c）的邊界條件通過(guò)Fluent用戶(hù)自定義函數(shù)（UDF）實(shí)現(xiàn)。整個(gè)計(jì)算域的初始速度為0，只有緊貼鋼制大平板壁面的一薄層區(qū)域設(shè)置為水膜，該薄層厚度可由式（1）確定，其余部分均為空氣：

圖2 液膜入口速度分布示意

另外，本文中液膜雷諾數(shù)和空氣流速等參數(shù)范圍主要依據(jù)文獻(xiàn)[12]進(jìn)行選取。

1.2 數(shù)值求解

采用計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent15.0 研究空氣剪切力作用下垂直鋼板表面水膜流動(dòng)行為。其中空氣和水膜兩相界面通過(guò)幾何重構(gòu)兩相流模型——流體體積函數(shù)（volume of fluid，VOF）捕捉，同時(shí)耦合連續(xù)表面張力（continuum surface force，CSF）模型求解表面張力；湍流模型選擇可實(shí)現(xiàn)的k-ε模型，并采用增強(qiáng)近壁面處理方法。氣液界面剪切力τi根據(jù)式（2）確定，通過(guò)UDF 實(shí)現(xiàn)：

式中： ρg為空氣的密度；ug為空氣的入口流速；f為兩相摩擦阻力系數(shù)，可根據(jù)Wallis[13]（并流）和Stephan[14]（逆流）曳力系數(shù)模型求解：

式中：δ*=δ/LL；N=3.95/[1.8+3(LL/Dh)] ；LL=[(ρl-ρg)g/σ]-0.5；σ為氣液兩相之間的表面張力系數(shù)；Dh為水力直徑。

采用基于壓力的瞬態(tài)求解器，為提高解的收斂性，開(kāi)啟隱式體積力選項(xiàng)。時(shí)間項(xiàng)采用一階隱式格式，動(dòng)量和湍流項(xiàng)采用二階迎風(fēng)離散，壓力項(xiàng)采用PRESTO 算法，壓力和速度的耦合方式選擇PISO 方法。質(zhì)量、動(dòng)量及湍流等控制方程迭代殘差的收斂標(biāo)準(zhǔn)設(shè)為10-4。時(shí)間步長(zhǎng)設(shè)為10-4s，總模擬時(shí)間為1.0 s。當(dāng)空氣和水膜逆流流動(dòng)時(shí)，為了防止水膜直接從氣相出口流出，對(duì)計(jì)算域中水膜入口和出口位置進(jìn)行延伸，延長(zhǎng)的長(zhǎng)度均為100 mm，同時(shí)計(jì)算過(guò)程改為穩(wěn)態(tài)計(jì)算。

由于降膜流動(dòng)瞬態(tài)發(fā)展過(guò)程中的平均液膜厚度是一個(gè)非常關(guān)鍵的參數(shù)，該參數(shù)決定了降膜流動(dòng)傳熱傳質(zhì)的阻力。因此，本文主要對(duì)流動(dòng)穩(wěn)定階段的液膜厚度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，具體按下式進(jìn)行計(jì)算

式中n為流動(dòng)穩(wěn)定區(qū)域沿流動(dòng)方向的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)總數(shù)。

1.3 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性分析及數(shù)值模型驗(yàn)證

采用分區(qū)劃分網(wǎng)格的方法，對(duì)液膜區(qū)域進(jìn)行加密，選擇結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，如圖1（c）所示，網(wǎng)格在x方向上的分布是不均勻的，尤其是靠近氣液相交界面以及壁面的地方，網(wǎng)格較密集。使用3 種不同數(shù)量網(wǎng)格，最小網(wǎng)格尺寸分別為0.05、0.1、0.2 mm（對(duì)應(yīng)網(wǎng)格總數(shù)量為43 萬(wàn)、26 萬(wàn)、14 萬(wàn)），以液膜雷諾數(shù)Rel=300（均勻入口速度）、空氣雷諾數(shù)Reg=0、液膜入口寬度為5 mm 的工況進(jìn)行網(wǎng)格無(wú)關(guān)性分析。提取網(wǎng)格單元中液體體積份額等于0.5 時(shí)所對(duì)應(yīng)的x坐標(biāo)值作為液膜厚度。從圖3看出，當(dāng)網(wǎng)格總數(shù)為26 萬(wàn)和43 萬(wàn)時(shí)，水膜厚度隨流動(dòng)方向的變化趨勢(shì)是一致的，即沿著降膜流動(dòng)方向，液膜厚度越來(lái)越小，最大偏差不超過(guò)4%。因此，為節(jié)約計(jì)算成本，本文選擇網(wǎng)格總數(shù)量為26 萬(wàn)的模型進(jìn)行模擬。

圖3 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性分析

為驗(yàn)證該數(shù)值模型有效性，選擇文獻(xiàn)[11]中的工況進(jìn)行比較，主要參數(shù)為：Rel=750（均勻入口速度）、Reg=0、入口寬度為1 mm。從圖4 看出，本文所計(jì)算的液膜厚度沿流動(dòng)方向的變化趨勢(shì)跟文獻(xiàn)預(yù)測(cè)結(jié)果是比較吻合的，當(dāng)流動(dòng)距離超過(guò)0.5 m后，降膜的波動(dòng)頻率和波動(dòng)幅值都很接近，該段流動(dòng)距離內(nèi)液膜平均厚度的最大偏差不超過(guò)8%。由此可見(jiàn)，本文所建的數(shù)值模型是合理的。

圖4 數(shù)值模型驗(yàn)證

2 模擬結(jié)果與分析

2.1 入口速度分布影響

圖5 為3 種不同入口速度分布條件下鋼板表面水膜厚度沿流動(dòng)方向的變化情況，其中水膜入口寬度5 mm，空氣雷諾數(shù)為0，液膜雷諾數(shù)分別為300、900、1 500、2 700。

圖 5 入口速度分布對(duì)液膜厚度沿流動(dòng)方向變化的影響

從圖5（a）～（d）看出，當(dāng)計(jì)算時(shí)間為0.25 s 時(shí)，液膜在均勻分布條件下流動(dòng)最慢，而在對(duì)數(shù)分布條件下流動(dòng)最快；而當(dāng)計(jì)算時(shí)間為1.0 s 時(shí)，液膜厚度沿流動(dòng)方向的變化趨勢(shì)處于穩(wěn)定，并且在均勻和準(zhǔn)對(duì)數(shù)2 種分布條件下液膜厚度的變化規(guī)律是重合的，液膜厚度均小于對(duì)數(shù)速度分布條件下的數(shù)值。這主要與液膜入口質(zhì)量流量有關(guān)。從圖2 可知，在均勻分布和準(zhǔn)對(duì)數(shù)分布條件下，液膜入口質(zhì)量流量是相等的，并且小于對(duì)數(shù)分布條件下的值。另外，當(dāng)液膜入口雷諾數(shù)在300～1 500 遞增時(shí)，準(zhǔn)對(duì)數(shù)分布和均勻分布條件下液膜y方向流動(dòng)速度差值在不斷減少，甚至超過(guò)液膜在對(duì)數(shù)分布條件下y向的流動(dòng)速度，如圖5（c）所示。這是由于液膜產(chǎn)生較明顯的x方向的流動(dòng)速度，引起表面波動(dòng)增強(qiáng)，進(jìn)而使y向的流動(dòng)速度減小。如果液膜雷諾數(shù)繼續(xù)增大，將產(chǎn)生如圖5（d）中所示的液膜“托舉”現(xiàn)象，導(dǎo)致大部分液膜脫離鋼板壁面而沿對(duì)側(cè)玻璃壁面流動(dòng)。尹涌瀾[15]認(rèn)為液膜在重力作用下聚集使其前段速度大于下部的氣相速度，導(dǎo)致液膜產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。

此外，在相同的液膜入口寬度條件下，入口速度分布的影響作用可能被放大，因?yàn)檫€受到液膜入口質(zhì)量流量的影響。從圖2 可知，需增大均勻和準(zhǔn)對(duì)數(shù)分布中液膜入口寬度方向上的液膜入口速度，或者減小對(duì)數(shù)分布中液膜入口寬度方向上的液膜入口速度，從而保證均勻、準(zhǔn)對(duì)數(shù)以及對(duì)數(shù)分布這3 個(gè)工況具有相同的液膜入口質(zhì)量流量，這樣也就更能評(píng)估入口速度分布的影響。圖5（e）和（f）中均勻和準(zhǔn)對(duì)數(shù)分布算例增加了液膜入口寬度方向上的液膜入口速度，從而保證圖5（e）和（f）中的均勻、準(zhǔn)對(duì)數(shù)和對(duì)數(shù)分布中液膜具有相同的入口質(zhì)量流量，都等于圖5（a）中對(duì)數(shù)分布工況下的值。分析圖5（e）、（f）中數(shù)據(jù)可知，對(duì)數(shù)分布和均勻分布對(duì)平均液膜厚度產(chǎn)生的影響在8% 以?xún)?nèi)，要小于圖5（a）中對(duì)數(shù)和均勻分布的影響（約22%）；而圖5（e）、（f）和圖5（a）中準(zhǔn)對(duì)數(shù)分布和均勻分布對(duì)平均液膜厚度產(chǎn)生的影響均小于1%。另外，在圖5（c）看到，當(dāng)液膜雷諾數(shù)增大到1 500 時(shí)，準(zhǔn)對(duì)數(shù)分布和均勻分布對(duì)平均液膜厚度產(chǎn)生的影響將變大（接近5%）。我們比較液膜波動(dòng)出現(xiàn)的位置、頻率以及產(chǎn)生的波幅，發(fā)現(xiàn)液膜波動(dòng)現(xiàn)象在準(zhǔn)對(duì)數(shù)分布條件下比在均勻條件下明顯。

綜上所述，速度分布對(duì)液膜厚度變化規(guī)律的影響主要是通過(guò)液膜入口質(zhì)量流量變化來(lái)反映。如果液膜入口寬度越小，越接近經(jīng)典的Nusselt 值，那么速度分布對(duì)液膜厚度變化規(guī)律的影響可忽略不計(jì)。

2.2 液膜入口寬度的影響

圖6 為3 種不同水膜入口寬度（1、3、5 mm）下水膜厚度沿流動(dòng)方向的變化情況，其中液膜和空氣的雷諾數(shù)分別為300 和0，水膜入口速度為準(zhǔn)對(duì)數(shù)分布。當(dāng)降膜流動(dòng)時(shí)間為0.25 s 時(shí)，液膜沿y方向的流動(dòng)速度隨液膜入口寬度的減小而增加，而最大液膜厚度卻隨入口寬度的增加而增加。可見(jiàn)，液膜在較小的入口寬度下主要表現(xiàn)出沿通道長(zhǎng)度方向上的鋪展流動(dòng)，此時(shí)，對(duì)應(yīng)的液膜厚度較薄，所受黏性力作用較弱。隨著液膜入口寬度的增加，液膜在x方向的堆積作用增強(qiáng)，導(dǎo)致液膜明顯增厚，所受的黏性力也逐漸增加。因此，當(dāng)流動(dòng)時(shí)間增至1.0 s時(shí)，流動(dòng)已處于穩(wěn)定，液膜表面在入口寬度為3、5 mm 時(shí)比較平坦，而在1 mm 時(shí)則呈現(xiàn)出波動(dòng)。另外，根據(jù)式（4），很容易得到跟文獻(xiàn)[10] 相同的結(jié)論，即液膜平均厚度隨入口寬度增大而增大。

圖6 液膜入口寬度對(duì)液膜厚度沿流動(dòng)方向變化的影響

2.3 空氣入口流速及液膜入口雷諾數(shù)的影響

設(shè)計(jì)4 組空氣和水膜并流流動(dòng)計(jì)算工況，關(guān)鍵參數(shù)見(jiàn)表1，相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果如圖7 所示。

表1 數(shù)值計(jì)算工況關(guān)鍵參數(shù)

圖 7 空氣入口流速及液膜入口雷諾數(shù)對(duì)液膜厚度沿流動(dòng)方向變化曲線(xiàn)(液膜入口寬度5 mm)

圖7（a）主要描述了液膜入口雷諾數(shù)的影響，從該圖可知，在液膜入口寬度為5 mm，并流空氣流速為8 m/s 時(shí)，隨著液膜入口雷諾數(shù)的增加，液膜平均厚度在不斷增加，這與自由降膜流動(dòng)條件下（圖5）得到的結(jié)論是一致的。但也有不同的地方，特別是液膜表面的波動(dòng)情況。在自由降膜流動(dòng)條件下，液膜表面波動(dòng)表現(xiàn)出隨液膜入口質(zhì)量流量增加而增強(qiáng)的狀態(tài)；然而，在較大的空氣剪切力作用下，隨液膜雷諾數(shù)增加，液膜表面的波動(dòng)是逐漸減弱的，甚至消失。這是因?yàn)楫?dāng)空氣入口流速固定不變時(shí)，液膜表面的流動(dòng)速度隨液膜入口質(zhì)量流量的增加而增加，從而導(dǎo)致了氣液兩相之間的速度差減小，因此，在較高的液膜雷諾數(shù)下，液膜表面波動(dòng)不斷減弱。

圖7（b）～（d）主要展示了空氣入口流速的影響，從圖7（b）、（c）中均能看出，液膜表面波動(dòng)隨著空氣入口流速的增加而顯著增強(qiáng)，這與空氣和水膜兩相之間的速度差有關(guān)。然而，平均液膜厚度隨氣流速度增加而增加，這與盧濤等[10]得出液膜平均厚度隨氣流速度增加而減薄的結(jié)論相悖，主要是由邊界條件不同所引起的。據(jù)式（3）可推知，圖7（b）、（c）中的液膜質(zhì)量流量是在文獻(xiàn)[10]的基礎(chǔ)上疊加了氣液波動(dòng)界面剪切力作用而引起液膜質(zhì)量流量變化。另外，圖7（d）中的結(jié)果是在保證液膜入口總的質(zhì)量流量不變的條件下得出的，相當(dāng)于僅考慮式（3）右邊第一項(xiàng)的影響。從圖7（d）中也恰好發(fā)現(xiàn)液膜平均厚度隨氣流速度增加而減小。因此，當(dāng)ug增大時(shí)，首先，根據(jù)式（2）計(jì)算，τi會(huì)逐漸增大；接著，由式（3）計(jì)算Ul的平均值也會(huì)增加。在相同的液膜入口寬度條件下，總的液膜質(zhì)量流量增加，所以，圖7（b）、（c）中液膜平均厚度隨氣流增加而變大。但是Ul的增加值相對(duì)于ug而言是比較小的。那么，兩相間的速度差就會(huì)隨空氣流速的增大而增大，液膜的波動(dòng)現(xiàn)象就會(huì)變得強(qiáng)烈。在圖7（d）中也發(fā)現(xiàn)液膜波動(dòng)隨空氣流速的增大而增大，但波動(dòng)幅度明顯小于圖7（b）、（c）。

此外，由于液膜表面流動(dòng)速度隨液膜入口雷諾數(shù)的減少而減慢，當(dāng)液膜雷諾數(shù)減少至200 時(shí)，液膜在1.0 s 還沒(méi)抵達(dá)通道出口位置，所以實(shí)際計(jì)算的流動(dòng)時(shí)間取2.0 s。

2.4 氣體流動(dòng)方向的影響

圖8 為液膜入口寬度為5 mm，雷諾數(shù)為900，空氣入口速度分別為0、1、2 m/s 時(shí)，氣體流動(dòng)方向?qū)σ耗ず穸妊亓鲃?dòng)方向變化的影響。由圖8 可知，空氣流動(dòng)方向?qū)σ耗ず穸妊亓鲃?dòng)方向的變化影響較大，即在逆流條件下，液膜表面處于波動(dòng)狀態(tài)，并且平均液膜厚度要比并流條件下的大。這種影響在較大的逆向空氣流速條件下會(huì)更加明顯。因?yàn)榧羟辛Ζ觟與氣流速度ug2相關(guān)，且隨氣流速度增加而增加，它迫使液膜在逆流條件下做減速運(yùn)動(dòng)，而在并流條件下做加速運(yùn)動(dòng)。另外，在圖8（a）中得到和圖5（b）相同的結(jié)果，即并流液膜厚度在對(duì)數(shù)分布條件下要比準(zhǔn)對(duì)數(shù)分布以及均勻分布條件下的大。但是在逆流情況下，如圖8（b）所示，對(duì)數(shù)分布條件下液膜平均厚度跟準(zhǔn)對(duì)數(shù)條件下的差值在逐漸減少，準(zhǔn)對(duì)數(shù)條件下的液膜平均厚度比均勻條件下的小，主要原因是剪切力τi在逆流條件下為負(fù)值。

圖8 空氣流動(dòng)方向?qū)σ耗ず穸妊亓鲃?dòng)方向變化的影響

圖9 為平均液膜厚度在液膜入口寬度為5 mm、雷諾數(shù)為900 和1 500 時(shí)隨氣流速度的變化，從圖9 中看出，不同入口條件下液膜平均厚度隨入口空氣流速的變化趨勢(shì)是完全相同的，并且液膜雷諾數(shù)較大時(shí)，液膜的平均厚度也會(huì)越大。另外，還給出理論預(yù)測(cè)值（基于Nusselt 液膜平均厚度，詳細(xì)推導(dǎo)方法參見(jiàn)文獻(xiàn)[12]），結(jié)果表明理論預(yù)測(cè)值和CFD 計(jì)算結(jié)果的變化趨勢(shì)相同，但理論預(yù)測(cè)值明顯小于CFD 計(jì)算值。

圖9 不同空氣流速條件下平均液膜厚度的變化

主要原因是Nusselt 是基于層流條件而提出的，在大流量下這種平均液膜厚度假設(shè)會(huì)形成越來(lái)越大的偏差[9]。此外，還發(fā)現(xiàn)當(dāng)液膜入口雷諾數(shù)和逆向氣流速度較大時(shí)，液膜平均厚度在對(duì)數(shù)分布條件下隨氣流速度的變化也越大，主要原因與氣液界面剪切力的大小和方向相關(guān)。

3 結(jié)論

本文對(duì)二維矩形通道內(nèi)不同的初邊值條件下降膜流動(dòng)行為進(jìn)行了數(shù)值研究，主要分析了相應(yīng)條件下液膜厚度沿流動(dòng)方向的變化趨勢(shì)，得到以下結(jié)論：

1）速度分布對(duì)液膜厚度沿流動(dòng)方向的影響主要是通過(guò)液膜入口質(zhì)量流量變化來(lái)反映的。對(duì)于瞬態(tài)流動(dòng)模擬來(lái)說(shuō)，可用入口準(zhǔn)對(duì)數(shù)速度分布來(lái)減少常規(guī)均勻分布中流動(dòng)發(fā)展所需的模擬時(shí)間。當(dāng)入口質(zhì)量流量比較小時(shí)，速度分布的影響可以忽略。隨著液膜入口流量增加，準(zhǔn)對(duì)數(shù)分布條件下的液膜波動(dòng)現(xiàn)象比均勻分布條件下顯著。

2）液膜在較大的入口寬度下呈現(xiàn)出向壁面法向上的堆積，使液膜增厚，所受黏性力增大；而在較小的入口寬度下表現(xiàn)出沿通道長(zhǎng)度方向上的鋪展流動(dòng)，液膜減薄，流速加快，導(dǎo)致液面波動(dòng)增強(qiáng)。

3）在空氣和水膜并流流動(dòng)條件下，液膜表面波動(dòng)現(xiàn)象跟氣液兩相間的速度差有關(guān)，兩相間速度差越大，液膜表面波動(dòng)越劇烈。在液膜入口速度分布為對(duì)數(shù)分布和準(zhǔn)對(duì)數(shù)分布條件下，氣液波動(dòng)界面剪切力作用引起液膜入口質(zhì)量流量的增加對(duì)平均液膜厚度的影響較大。

4）氣體流動(dòng)方向?qū)σ耗ず穸妊亓鲃?dòng)方向的變化趨勢(shì)影響較大。在并流條件下，重力和界面剪切力合力大于壁面黏性力，導(dǎo)致液膜做加速運(yùn)動(dòng)，液膜減??；而在逆流條件下，壁面黏性力和界面剪切力的合力大于重力，導(dǎo)致液膜做減速運(yùn)動(dòng)，液膜增厚。