兩同軸旋轉(zhuǎn)圓柱間的流體流動(dòng)是一種經(jīng)典的流體動(dòng)力學(xué)問題,稱為“Taylor-Couette”流,即泰勒庫特流。該模型結(jié)構(gòu)簡單,參數(shù)易控,流動(dòng)狀態(tài)豐富并且流動(dòng)系統(tǒng)封閉,是研究流體穩(wěn)定性和揭示湍流流動(dòng)現(xiàn)象的典型范例。本文以液壓電機(jī)泵環(huán)形間隙內(nèi)的流體運(yùn)動(dòng)為背景,針對(duì)小間隙（η≥0.97）內(nèi)泰勒庫特流的阻力矩、流體流態(tài)以及傳熱學(xué)特性開展了實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬。研究中使用了兩種不同的殼體結(jié)構(gòu),一種內(nèi)表面光滑,一種內(nèi)表面帶凹槽。阻力矩實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在同一雷諾數(shù)下,間隙越小,轉(zhuǎn)子所受阻力矩越大,同時(shí)相比光滑壁面條件,凹槽的存在也使阻力矩明顯變大。改變流體介質(zhì)的粘度,發(fā)現(xiàn)不同的間隙模型分別會(huì)在某個(gè)對(duì)應(yīng)雷諾數(shù)下發(fā)生轉(zhuǎn)子阻力矩的跳變點(diǎn),間隙越小,跳變點(diǎn)對(duì)應(yīng)的雷諾數(shù)越高。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與基于傳統(tǒng)理論模型及經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷挠?jì)算結(jié)果完成對(duì)比,提出了更適用于小間隙TC系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子阻力矩計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式。另外,通過分析無量阻力矩Nu_ω隨Ta數(shù)的變化規(guī)律可以得出,在Ta≈3.5×10~7時(shí),TC系統(tǒng)進(jìn)入極限湍流狀態(tài),并且具有指數(shù)規(guī)律:Nu_ω^Ta^0.39

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題來源、目的和意義
    1.2 Taylor-Couette流的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 小間隙內(nèi)Taylor-Couette流阻力矩特性的實(shí)驗(yàn)研究
    2.1 Taylor-Couette流的理論基礎(chǔ)
    2.2 實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法
    2.3 光滑定子內(nèi)表面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    2.4 帶凹槽定子內(nèi)表面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    2.5 轉(zhuǎn)子阻力矩與間隙內(nèi)流體流態(tài)的關(guān)系
    2.6 計(jì)算小間隙內(nèi)浸液轉(zhuǎn)子所受阻力矩的經(jīng)驗(yàn)公式
    2.7 本章小結(jié)
3 小間隙內(nèi)Taylor-Couette流的數(shù)值模擬
    3.1 計(jì)算模型及條件設(shè)定
    3.2 數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究的對(duì)比驗(yàn)證
    3.3 光滑定子內(nèi)表面的流態(tài)仿真研究
    3.4 帶凹槽定子內(nèi)表面的流態(tài)仿真研究
    3.5 本章小結(jié)
4 小間隙內(nèi)Taylor-Couette流傳熱學(xué)特性的實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)原理
    4.2 實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法
    4.3 水介質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.4 油介質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.5 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間的成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]水液壓雙斜盤軸向柱塞式電動(dòng)機(jī)泵試驗(yàn)研究[J]. 朱碧海,吳肖宇,牛壯,賀小峰,劉銀水.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2013(02)
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碩士論文
[1]針對(duì)泰勒渦在核主泵應(yīng)用中的現(xiàn)象研究[D]. 錢文韜.上海交通大學(xué) 2013
[2]泰勒庫特流數(shù)值模擬方法的研究[D]. 吳波.華中科技大學(xué) 2012
[3]粘彈性流體Taylor-Couette流動(dòng)不穩(wěn)定現(xiàn)象研究[D]. 陽倦成.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3728216