發(fā)布時間：2020-10-13 03:35

　　 先進制造技術(shù)的快速發(fā)展導(dǎo)致許多設(shè)備中單個部件的尺寸顯著減小。其中包括涉及傳熱和流體流動的微小反應(yīng)器系統(tǒng)。這些尺寸的減小導(dǎo)致了許多實驗、數(shù)值模擬和分析研究的發(fā)展。微小反應(yīng)器體積小和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,使得其內(nèi)的流動和傳熱過程復(fù)雜,內(nèi)部溫度的測量也充滿挑戰(zhàn)性。本文針對固定床絕熱微小反應(yīng)器內(nèi)的溫度變化展開研究,主要工作包括:建立多孔介質(zhì)固定床傳熱數(shù)學(xué)模型,結(jié)合文獻實驗數(shù)據(jù),證明了Fluent軟件中的多孔介質(zhì)模型可靠可行,在此模型的基礎(chǔ)上,數(shù)值模擬絕熱工況下管內(nèi)溫度場變化,與實驗數(shù)據(jù)作對比分析。采用介入式和非介入兩種方式進行固定床內(nèi)溫度場測量。介入式測量利用熱電偶多點測量獲得非穩(wěn)態(tài)條件下,絕熱填充床內(nèi)溫度分布情況。本文采用3D打印技術(shù)制作的光敏樹脂管和顆粒堆積構(gòu)成填充床,管內(nèi)布置15根熱電偶,軸向5層,每層徑向布置3根熱電偶,改變流量、入口溫度、孔隙率、顆粒熱導(dǎo)率和耦合化學(xué)反應(yīng)等工況,研究絕熱條件下填充床內(nèi)軸向和徑向溫度的動態(tài)特性。熱電偶測溫時,插入填充床內(nèi),與被測物接觸,盡管熱電偶微細,但也會干擾溫度場;紅外測溫,無需與被測物體接觸,不會破壞溫度場,在現(xiàn)階段發(fā)展迅速。熱電偶測溫和紅外測溫,各有優(yōu)點,又各有局限性。本文提出探針和紅外在線測量的新方法,利用二者的優(yōu)點,避免其不足,可同時獲得管內(nèi)軸線和管壁溫度變化。根據(jù)在線測量實驗結(jié)果,建立導(dǎo)熱正問題和反問題的模型,將多孔介質(zhì)內(nèi)的傳熱過程看做是導(dǎo)熱過程,測量其有效導(dǎo)熱系數(shù),有限差分導(dǎo)熱偏微分方程,從中心溫度推導(dǎo)外部溫度,從外部溫度反演內(nèi)部溫度,具有工程現(xiàn)實意義。
【學(xué)位單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TK124
【部分圖文】：

圖1.1通過多孔介質(zhì)流動的計算區(qū)域圖1.2多孔介質(zhì)周圍的流線和多孔介質(zhì)內(nèi)的詳細流線多孔介質(zhì)的熱量傳遞是由固相之間及固相與流體之間的導(dǎo)熱、流體的對流換熱和固相骨架表面的熱輻射等耦合的混合換熱過程。其中固相骨架的有效導(dǎo)熱系數(shù)在傳熱過程中起著重要的作用。在測量固相骨架導(dǎo)熱系數(shù)的研究中，存在很多適用范圍不同的儀器及方法，其中 Hu[13]、涂羽嬌[14]等利用 hot disk 導(dǎo)熱系數(shù)測試儀直接

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文的實用性。華中科技大學(xué)王華龍等[12]建立 D2Q9 模型，研究了致密多孔介質(zhì)中流體的流動，得到滲流在多孔介質(zhì)中的流場，并且分析了滲透率、努森數(shù)和平均壓力參數(shù)之間的關(guān)系，表明格子 Boltzmann 方法模擬空隙群內(nèi)氣體滲流是可行的。圖1.1通過多孔介質(zhì)流動的計算區(qū)域

圖1.3攙雜型傳感頭生成示意圖圖1.4熒光光纖測溫系統(tǒng) W．博徹爾斯等[52]在玻璃纖維上布置測量點，將其放在軟管理得到反應(yīng)器軸向溫度，裝置如圖 1.5 所示。可以測量-60℃~
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本文編號：2838679