纖維懸浮流動穩(wěn)定性研究.pdf

1、纖維懸浮流是指固體纖維粒子懸浮在液體或氣體中形成的混合流動,在化工、紡織、造紙、醫(yī)療、環(huán)保、復(fù)合材料生產(chǎn)、食品加工等許多工業(yè)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用.纖維懸浮流的研究還涉及多個(gè)學(xué)科分支,具有重要的理論意義.該文運(yùn)用理論分析、數(shù)值計(jì)算以及實(shí)驗(yàn)的方法,對纖維懸浮流動穩(wěn)定性相關(guān)問題進(jìn)行了深入研究.首先綜合應(yīng)用流體動力穩(wěn)定性理論、細(xì)長體理論以及纖維方向張量工具,對纖維懸浮流進(jìn)行線性穩(wěn)定性分析,推導(dǎo)槽流和管流的穩(wěn)定性方程,并對槽流導(dǎo)出在不同的穩(wěn)定性分析模

2、式以及不同的方向張量封閉格式下的多種形式方程.數(shù)值求解穩(wěn)定性方程得到懸浮流的穩(wěn)定性特征,發(fā)現(xiàn)纖維參數(shù)H值和水動力相互作用系數(shù)C<,1>的增加導(dǎo)致流動臨界Re數(shù)增大,不穩(wěn)定擾動的最大增長率降低,擾動失穩(wěn)范圍縮小.擾動速度的分布特征與發(fā)展規(guī)律也說明纖維的綜合利用是抑制擾動增長,提高流動穩(wěn)定性.然后采用染色線流動顯示技術(shù)與粒子圖像測速技術(shù)對槽流懸浮流的擾動波特性進(jìn)行定性和定量測試.染色線觀測顯示H值增大使擾動失穩(wěn)距離增加,擾動衰減率與波數(shù)的關(guān)