熱對流現象廣泛存在于大氣環(huán)流、地幔對流等遠離熱平衡的非平衡開放性系統(tǒng)中,Rayleigh-Benard對流（RBC）就是研究自然界非平衡開放性系統(tǒng)中熱對流現象的典型模型。前人關于Rayleigh-Benard對流系統(tǒng)的研究多集中在光滑邊界,但在自然界的實際對流中幾乎不存在絕對光滑的邊界條件,因此在粗糙邊界下Rayleigh-Benard對流的研究對于自然對流和實際工程中的傳熱十分重要。根據前人在光滑邊界下的研究結果,邊界層厚度不超過2 mm,本實驗通過在光滑邊界上加工底面邊長與高度均為h的金字塔作為粗糙面,實驗設置在粗糙度h為3 mm和6 mm的裝置內進行。對比前人在光滑邊界下的實驗研究,本實驗在保持Pr=5.4恒定的條件下,在Ra=3.3×10⁹～1.1×10¹⁰的范圍內,在粗糙度為3mm的邊界條件下進行Nu與Ra的測量,得到相應的標度律關系:Nu=0.0392Ra^0.35±0.01。實驗在保持Pr=5.4恒定不變的條件下,在Ra=3.3×10⁹～6.5×10⁹的范圍內,分別... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內外研究現狀
    1.3 研究目的
    1.4 主要研究內容
第2章 實驗裝置
    2.1 引言
    2.2 三種探頭的制作與校核
        2.2.1 三種探頭的制作
        2.2.2 大探頭與小探頭的校核與標定
        2.2.3 溫度梯度探頭的標定
    2.3 RBC系統(tǒng)的搭建及溫度控制
        2.3.1 RBC系統(tǒng)的搭建
        2.3.2 頂板及底板結構設計
        2.3.3 系統(tǒng)的溫度控制
    2.4 數據的采集
        2.4.1 溫度脈動的采集
        2.4.2 熱耗散率的采集
    2.5 本章小結
第3章 系統(tǒng)穩(wěn)定性及整體傳熱研究
    3.1 引言
    3.2 系統(tǒng)溫度控制的穩(wěn)定性分析
    3.3 系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)分析
    3.4 Nu數與Ra數的測量
    3.5 本章小結
第4章 溫度脈動的測量分析
    4.1 引言
    4.2 溫度脈動的概率密度分布
        4.2.1 中心軸上溫度脈動的概率密度分布
        4.2.2 沿邊壁溫度脈動的概率密度分布
    4.3 溫度脈動的概率密度分布模型與擬合
    4.4 模型的優(yōu)化與擬合
    4.5 參數匯總
    4.6 本章小結
第5章 局部熱耗散率的脈動分析
    5.1 引言
    5.2 測量準確性分析
    5.3 近邊界層處局部熱耗散率的脈動研究
        5.3.1 粗糙度3mm下測量結果
        5.3.2 粗糙度6mm下測量結果
    5.4 中央區(qū)局部熱耗散率的脈動分析
        5.4.1 粗糙度3mm下測量結果
        5.4.2 粗糙度6mm下測量結果
        5.4.3 對比分析
    5.5 本章小結
結論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Current trends and future directions in turbulent thermal convection[J]. Ke-Qing Xia.  Theoretical & Applied Mechanics Letters. 2013(05)
[2]Rayleigh-Benard對流及其在工程中的應用[J]. 余荔,寧利中,魏炳乾,周洋,袁喆.  水資源與水工程學報. 2008(03)

碩士論文
[1]粗糙面Rayleigh-Bénard對流系統(tǒng)傳熱和熱耗散率的測量[D]. 單峰.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]在水平對流中關于熱耗散率的測量[D]. 李嘉鑫.哈爾濱工業(yè)大學 2017



本文編號：3155695