天堂国产午夜亚洲专区-少妇人妻综合久久蜜臀-国产成人户外露出视频在线-国产91传媒一区二区三区

當前位置:主頁 > 科技論文 > 動力論文 >

多孔介質(zhì)通道發(fā)展傳熱的理論研究及數(shù)值分析

發(fā)布時間:2018-01-20 06:41

  本文關鍵詞: 多孔介質(zhì) 發(fā)展傳熱 強迫對流 局部熱非平衡 分離變量法 出處:《上海工程技術大學》2016年碩士論文 論文類型:學位論文


【摘要】:近年來,以多孔介質(zhì)作為媒介進行強化傳熱的研究備受關注,主要是表現(xiàn)為在各類機械相關設備上的應用,如太陽能儲能器設計、換熱器、化學物質(zhì)反應設備、干燥設備、電子設備冷卻等等。本文以空氣為工作介質(zhì)通過理論和數(shù)值相結合的方法在局部熱非平衡和常溫邊界條件下對多孔介質(zhì)圓管和圓環(huán)通道進行了傳熱分析,所得結果為科學研究者和工業(yè)界提供了有價值的參考。首先,本文基于局部熱非平衡條件下的圓管能量方程,對其進行無量綱化,忽略孔隙流體徑向的熱傳導,運用數(shù)學物理方法中的分離變量法對能量方程進行求解,推導出固相和氣相無量綱溫度以及Nusselt數(shù)(Nu)的解析解。然后,利用多物理場耦合分析軟件COMSOL Multiphysics對前面所得的無量綱溫度以及Nusselt數(shù)進行驗證。對比結果表明,COMSOL Multiphysics所得數(shù)值解和解析解十分吻合,從而證明了本文解析解的正確性。隨后,對多孔介質(zhì)圓管通道的無量綱溫度和Nusselt數(shù)進行參數(shù)分析,分析固相和氣相隨著位置或者Peclet數(shù)(Pe)的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)氣固相的無量綱溫度隨著軸向坐標和徑向坐標的增大而減小,隨著Peclet數(shù)的增大而增大,最終都趨于零,并且固相的溫度在減小到零之前始終小于相同位置下的氣相溫度;Nusselt數(shù)隨著軸向位置坐標的增大而減小,而隨著Peclet數(shù)的增大而增大,并在某一位置達到穩(wěn)定值。最后,我們將多孔介質(zhì)圓管通道的解析方法推廣到多孔介質(zhì)圓環(huán)通道,并推導出相應的解析解,并與相同條件下COMSOL Multiphysics所得數(shù)值解十分吻合。結果發(fā)現(xiàn)在多孔介質(zhì)圓環(huán)通道中無量綱溫度和Nusselt數(shù)隨著坐標和Peclet數(shù)的變化趨勢和圓管通道相同,并且圓環(huán)通道中的氣固相溫度低于相同位置下的圓管通道,而前者在入口處Nusselt數(shù)及其穩(wěn)定值均高于后者。此外,對無量綱溫度隨圓管內(nèi)徑的變化進行了研究發(fā)現(xiàn),內(nèi)徑愈大,無量綱溫度愈低,Nusselt數(shù)愈高。借助COMSOL Multiphysics,考慮氣相在徑向方向上的熱傳導,并對相應的能量控制方程進行求解,所得結果表明,不論是多孔介質(zhì)圓管通道還是圓環(huán)通道,無量綱溫度和Nusselt數(shù)均小于不考慮氣相徑向熱傳導情況,但是變化趨勢相同,結果相差不大。
[Abstract]:In recent years, the study of heat transfer enhancement with porous media has attracted much attention, mainly for the application of various mechanical related equipment, such as solar energy storage device design, heat exchanger, chemical reaction equipment. Drying equipment. In this paper, the heat transfer analysis of porous media tube and annular channel is carried out under the condition of local thermal non-equilibrium and normal temperature boundary condition by using air as the working medium through the combination of theory and numerical method. The results provide valuable reference for scientific researchers and industry. Firstly, based on the energy equation of circular tube under the condition of local thermal non-equilibrium, the dimensionless heat conduction of porous fluid is ignored. The energy equation is solved by using the method of separating variables in mathematical and physical methods. The analytical solutions of the dimensionless temperature of solid and gas phase and the Nusselt number are derived. The dimensionless temperature and Nusselt number obtained above are verified by multi-physical field coupling analysis software COMSOL Multiphysics. The numerical solution obtained by COMSOL Multiphysics is in good agreement with the analytical solution, which proves the correctness of the analytical solution in this paper. The dimensionless temperature and Nusselt number of porous media tube channel are analyzed, and the variation of solid and gas phase with position or Peclet number is analyzed. It is found that the dimensionless temperature decreases with the increase of axial and radial coordinates and increases with the increase of Peclet number. And the temperature of the solid phase is always lower than that of the gas phase at the same position before decreasing to zero. The Nusselt number decreases with the increase of the axial coordinates, but increases with the increase of the Peclet number, and reaches a stable value at a certain position. Finally. We extend the analytical method of porous media tube channel to the porous media circular channel and derive the corresponding analytical solution. And COMSOL under the same conditions. It is found that the dimensionless temperature and Nusselt number change with coordinate and Peclet number in porous media annular channel. Same channel. Moreover, the gas-solid temperature in the annular channel is lower than that in the same position, and the Nusselt number and its stability at the entrance of the former are higher than those in the latter. The variation of dimensionless temperature with the inner diameter of circular pipe is studied. It is found that the larger the inner diameter, the lower the dimensionless temperature is, and the higher the Nusselt number is, with the aid of COMSOL Multiphysics. The heat conduction in the radial direction of the gas phase is considered and the corresponding energy governing equation is solved. The results show that both the porous media tube channel and the circular channel are obtained. The dimensionless temperature and Nusselt number are smaller than those without considering the gas phase radial heat conduction, but the variation trend is the same and the result is not different.
【學位授予單位】:上海工程技術大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TK124

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 司廣樹,姜培學,李勐;單相流體在多孔介質(zhì)中的流動和換熱研究[J];承德石油高等�?茖W校學報;2000年04期

2 李大鳴,張紅萍,李冰緋,高永祥;多孔介質(zhì)內(nèi)部流動模型及其數(shù)學模擬[J];天津大學學報;2002年06期

3 王建省;非對稱熱滲流域多孔介質(zhì)中的關鍵問題及研究方法[J];北方工業(yè)大學學報;2002年01期

4 施明恒,樊薈;多孔介質(zhì)導熱的分形模型[J];熱科學與技術;2002年01期

5 李傳亮;多孔介質(zhì)的應力關系方程——答周大晨先生[J];新疆石油地質(zhì);2002年02期

6 蘇向輝,昂海松,許鋒;多孔介質(zhì)傳熱傳濕過程多層不連續(xù)問題的數(shù)值分析[J];南京航空航天大學學報;2003年01期

7 郝錦志,雷樹業(yè),王補宣,蘆秋敏,馬斌;多孔介質(zhì)突破特性的薄層效應[J];清華大學學報(自然科學版);2004年02期

8 劉澤佳,李錫夔,武文華;多孔介質(zhì)中化學 熱 水力 力學耦合過程本構模型和數(shù)值模擬[J];巖土工程學報;2004年06期

9 王恩宇,程樂鳴,褚金華,施正展,駱仲泱,岑可法;漸變型多孔介質(zhì)中燃氣燃燒特性試驗研究[J];工程熱物理學報;2005年06期

10 趙治國;解茂昭;;實心與空心錐形噴霧與熱多孔介質(zhì)相互作用的數(shù)值研究[J];工程熱物理學報;2007年02期

相關會議論文 前10條

1 胥蕊娜;姜培學;趙陳儒;黃寓理;;流體在微多孔介質(zhì)中的流動研究[A];慶祝中國力學學會成立50周年暨中國力學學會學術大會’2007論文摘要集(下)[C];2007年

2 韋昌富;;多孔介質(zhì)力學理論及其應用[A];第九屆全國巖土力學數(shù)值分析與解析方法討論會特邀報告[C];2007年

3 黃拳章;鄭小平;姚振漢;;含液多孔介質(zhì)力學問題的邊界元法[A];中國力學學會學術大會'2009論文摘要集[C];2009年

4 饒文濤;李本文;;多孔介質(zhì)燃燒技術工業(yè)應用數(shù)值模擬研究[A];2010全國能源與熱工學術年會論文集[C];2010年

5 郁伯銘;員美娟;;多孔介質(zhì)中流體流動的分形分析[A];中國數(shù)學力學物理學高新技術交叉研究學會第十二屆學術年會論文集[C];2008年

6 郭尚平;于大森;吳萬娣;;生物臟器多孔介質(zhì)的孔徑分布和比面[A];全國第一屆生物力學學術會議論文匯編[C];1981年

7 劉志峰;趙剛;張有為;劉正鋒;李柯;王曉宏;;固體顆粒在逾滲多孔介質(zhì)中的吸附特性[A];第九屆全國滲流力學學術討論會論文集(一)[C];2007年

8 吳金隨;尹尚先;;顆粒堆積型多孔介質(zhì)內(nèi)孔喉模型的研究[A];中國力學學會學術大會'2009論文摘要集[C];2009年

9 黃拳章;鄭小平;姚振漢;;用邊界元法模擬含液多孔介質(zhì)的等效力學行為[A];北京力學會第十六屆學術年會論文集[C];2010年

10 王建省;王曉純;;具有流固熱耦合影響的可變形多孔介質(zhì)動態(tài)物質(zhì)面分界特征[A];“力學2000”學術大會論文集[C];2000年

相關重要報紙文章 前3條

1 中國農(nóng)業(yè)大學工學院 劉相東;多孔介質(zhì)干燥理論與應用并行[N];中國化工報;2007年

2 饒文濤;多孔介質(zhì)燃燒新技術及應用[N];世界金屬導報;2009年

3 饒文濤;新一代燃燒技術——多孔介質(zhì)燃燒[N];中國冶金報;2009年

相關博士學位論文 前10條

1 張賽;多孔材料毛細孔收縮熱質(zhì)傳遞及分形特性研究[D];昆明理工大學;2015年

2 歐陽小龍;多孔介質(zhì)傳熱局部非熱平衡效應的基礎問題研究[D];清華大學;2014年

3 苗同軍;裂縫型多孔介質(zhì)滲流特性的分形分析[D];華中科技大學;2015年

4 李琪;懸浮微小顆粒在飽和多孔介質(zhì)中運移特性的理論及試驗研究[D];天津大學;2014年

5 劉宏升;基于多孔介質(zhì)燃燒技術的超絕熱發(fā)動機的基礎研究[D];大連理工大學;2008年

6 林博穎;惰性多孔介質(zhì)內(nèi)的液霧燃燒[D];中國科學技術大學;2008年

7 張東輝;多孔介質(zhì)擴散、導熱、滲流分形模型的研究[D];東南大學;2003年

8 王恩宇;氣體燃料在漸變型多孔介質(zhì)中的預混燃燒機理研究[D];浙江大學;2004年

9 趙治國;燃油噴霧與多孔介質(zhì)的相互作用及其在內(nèi)燃機中應用的數(shù)值模擬研究[D];大連理工大學;2007年

10 趙雙良;對多孔介質(zhì)中流體的研究[D];湖南大學;2007年

相關碩士學位論文 前10條

1 張洋;重金屬污染物在多孔介質(zhì)中的遷移模型與仿真[D];重慶大學;2012年

2 范雪晶;液體形態(tài)對顆粒堆積型多孔介質(zhì)傳遞特性的影響[D];山東建筑大學;2015年

3 戴振宇;部分填充多孔介質(zhì)通道內(nèi)流體流動及傳熱特性研究[D];山東建筑大學;2015年

4 趙哲;顆粒堆積多孔介質(zhì)干燥過程模擬及試驗研究[D];陜西科技大學;2015年

5 劉璐;基于多孔介質(zhì)理論的折褶濾芯數(shù)學模型研究[D];沈陽理工大學;2015年

6 王雨晴;太陽能多孔介質(zhì)空氣吸熱器傳熱特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

7 李晟昊;孔隙尺度下多孔介質(zhì)聲傳播的格子Boltzmann數(shù)值模擬研究[D];大連理工大學;2015年

8 周欣歡;均質(zhì)流體及多孔介質(zhì)溫度分布的磁共振測量[D];大連理工大學;2015年

9 朱自浩;多孔介質(zhì)中天然氣水合物降壓分解特性研究[D];大連理工大學;2015年

10 湯凌越;多孔介質(zhì)內(nèi)油氣混相與擴散特性實驗研究[D];大連理工大學;2015年



本文編號:1447239

資料下載
論文發(fā)表

本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/dongligc/1447239.html


Copyright(c)文論論文網(wǎng)All Rights Reserved | 網(wǎng)站地圖 |

版權申明:資料由用戶15c10***提供,本站僅收錄摘要或目錄,作者需要刪除請E-mail郵箱bigeng88@qq.com