定常和脈動流場下波壁管內(nèi)非牛頓流體的流動及結(jié)構(gòu)特性.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的能源和環(huán)境壓力越來越大。節(jié)能是國家發(fā)展經(jīng)濟的長遠策略，在開發(fā)利用新能源和可再生資源的同時，更需要降低能源消耗提高資源利用率。
　　 質(zhì)熱傳遞過程在實際工程中無處不在，高效低耗的傳質(zhì)傳熱裝置在生物化工，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的反應(yīng)器以及換熱器等的設(shè)計中有著廣泛的應(yīng)用。在實際工程中，質(zhì)熱傳遞往往受系統(tǒng)尺寸、形狀、效率等而受到影響。許多研究者致力于牛頓流體在各種流路中的自持振動流和強制振動流的研究，他們的研究結(jié)果從實驗和

2、數(shù)值方面揭示了牛頓流體的流動特性。大量的研究表明自持振動和強制振動的結(jié)合可以導(dǎo)致質(zhì)熱傳遞的明顯增強。
　　 非牛頓流體的制備和應(yīng)用廣泛存在于化工、食品、石油、醫(yī)藥等工業(yè)部門。非牛頓流體在二維通道和三維流路中的流動及結(jié)構(gòu)特性是實際工業(yè)設(shè)計中的重要參考。在本研究中，基于壓力差和流動可視化的實驗結(jié)果，揭示定常和脈動流場下的非牛頓流體在波壁管中的流動及結(jié)構(gòu)特性。
　　 第一章對前人的研究成果進行回顧。國內(nèi)外大量相關(guān)研究結(jié)果表明，

3、牛頓流體在定常和脈動流場下二維通道和三維流路內(nèi)的研究結(jié)果已經(jīng)比較成熟。非牛頓流體在二維通道和三維流路內(nèi)的的相關(guān)研究較少，在脈動流場下的研究尤為缺乏，截至目前未見報道。
　　 第二章主要介紹了實驗室主要測試系統(tǒng)的組成以及測粘度和可視化的實驗設(shè)備，測試原理和測量方法。用U型管壓差計對整體壓力差進行測量，采用鋁塵法進行流動結(jié)構(gòu)的可視化，利用瞬時拍照技術(shù)記錄的鋁離子在波壁管中的運動軌跡來顯示流動結(jié)構(gòu)。
　　 第三章對所有的實驗結(jié)

4、果進行了描述。首先，對非牛頓流體的基本特性進行了研究，發(fā)現(xiàn)非牛頓流體的特性受溫度，放置時間，剪切速率和添加物等因素的影響。闡述了測試系統(tǒng)中參數(shù)的定義并對轉(zhuǎn)子流量計進行了標(biāo)定；簡要分析了非牛頓流體壓力差的實驗結(jié)果，最后，分析了非牛頓流體在定常流和脈動流下的可視化狀態(tài)并對流動的穩(wěn)定狀態(tài)和不穩(wěn)定狀態(tài)進行了定義；在脈動流下分析了凈流動雷諾數(shù)Res，振動分率P和振動頻率St這三個參數(shù)對質(zhì)熱傳遞特性的影響。發(fā)現(xiàn)這三個參數(shù)均對質(zhì)熱傳遞特性有重要影響。