【摘要】：液膜在豎直加熱壁面上的流動廣泛應(yīng)用在工業(yè)各個領(lǐng)域內(nèi),如航天發(fā)動機推力室壁的冷卻,大規(guī)模集成電路的冷卻,火力發(fā)電廠和核電力發(fā)電廠的冷卻,化工方面利用液膜脫硫提純萃取以及生活上所用的豎壁蒸發(fā)器,液膜加濕器等等,但由于對液膜的研究涉及到流動波動傳熱傳質(zhì)破裂等多方面,所以對其研究并不充分,需要進一步的補充研究。本文主要通過搭建液膜流動的實驗臺,用觀測到的實驗數(shù)據(jù)對液膜的流動波動進行研究。對液膜的流態(tài)以及波動狀態(tài)通過CCD相機以及外光源來觀察,結(jié)果表明:隨著雷諾數(shù)的增大,液膜逐漸從層流過渡到湍流,波動狀態(tài)也隨著雷諾數(shù)的增大而增大,并且發(fā)現(xiàn)波紋的彎曲程度與雷諾數(shù)有關(guān),并測量了一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)成型的馬蹄鐵波紋的特征值,表明其具有穩(wěn)定的區(qū)間。此外,還利用激光,從側(cè)面對液膜進行拍攝,得到液膜流動方向的二維輪廓圖。本實驗使用白光共焦測位儀對液膜的厚度進行測量,該儀器優(yōu)點為精準度高,缺點是只能測量一個點。結(jié)果表明,即使在小雷諾數(shù)情況下,液膜厚度也發(fā)生微小改變,但厚度有趨向穩(wěn)定的值。隨著雷諾數(shù)的增大,液膜的平均厚度以冪指數(shù)形式增長,并且厚度波動越來越大,頻率越來越高,波動位移圖、速度圖呈鋸齒波狀。當加熱時,對液膜的厚度的變化有促進的作用,并且有的地方厚度顯著增大,有的地方液膜厚度顯著減小。利用紅外線測溫儀測量的液膜溫度的數(shù)據(jù)表明,加熱時,液膜溫度分布不均勻,并且隨著熱流密度的增大,這種不均勻性變大;液膜溫度的分布為條狀分布,溫度高低相間,并且由于這種溫度分布所產(chǎn)生的馬拉哥尼現(xiàn)象,使溫度高區(qū)域的液膜向溫度低區(qū)域液膜移動,以至于液膜厚度分布不均勻。對不同雷諾數(shù)條件下的溫度云圖顯示,液膜溫度位置的分布與雷諾數(shù)的關(guān)系并不明顯。當雷諾數(shù)較小時,熱流密度較大時,液膜容易發(fā)生破裂,并且破裂處容易發(fā)生在溫度較高的邊緣位置。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TK124;O35

【參考文獻】

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本文編號：2689226