本文關(guān)鍵詞：基于場(chǎng)協(xié)同理論的脈動(dòng)流傳熱機(jī)理研究和火積耗散評(píng)價(jià)

  更多相關(guān)文章： 脈動(dòng)流 傳熱 場(chǎng)協(xié)同 渦 火積耗散

【摘要】：脈動(dòng)流換熱以其換熱效率高,且有助于清除換熱器壁面污垢的優(yōu)點(diǎn)成為傳熱學(xué)界的研究焦點(diǎn),但是脈動(dòng)流加強(qiáng)換熱的機(jī)理尚不十分明確。本文在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,以場(chǎng)協(xié)同的視角,數(shù)值分析的方法探究脈動(dòng)流強(qiáng)化傳熱的機(jī)理,并依據(jù)火積耗散理論對(duì)脈動(dòng)流傳熱做出評(píng)價(jià)。搭建三角槽道脈動(dòng)流傳熱實(shí)驗(yàn)臺(tái),以水為工質(zhì),在脈動(dòng)振幅A=0.2,Re=300和450條件下,進(jìn)行不同脈動(dòng)頻率f的傳熱實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)隨著f的增大,Nu數(shù)先增大后減小,存在一個(gè)f使得脈動(dòng)傳熱效果最好。本實(shí)驗(yàn)條件下,Re=300,f=0.5 Hz時(shí)的Nu數(shù)最大,較穩(wěn)態(tài)時(shí)增長(zhǎng)50%。建立適合本實(shí)驗(yàn)的無(wú)量綱協(xié)同方程和無(wú)量綱協(xié)同數(shù)Fc。模擬計(jì)算穩(wěn)態(tài)流以及A=0.2,Re=300和450不同頻率的Fc數(shù)。發(fā)現(xiàn)與穩(wěn)態(tài)流相比脈動(dòng)流的Fc數(shù)顯著增大,Fc數(shù)隨頻率變化的趨勢(shì)和Nu數(shù)相同,存在一個(gè)f使得Nu數(shù)和Fc數(shù)同時(shí)達(dá)到最大值。脈動(dòng)流使流體產(chǎn)生了渦的周期性生長(zhǎng)、發(fā)展、脫落,渦的運(yùn)動(dòng)促進(jìn)了流體微團(tuán)之間的相互摻混,催生了兩個(gè)高Fc帶,從而改善了整個(gè)流場(chǎng)的場(chǎng)協(xié)同性,增大了熱量傳遞方程中的對(duì)流項(xiàng)。這也就是脈動(dòng)流強(qiáng)化傳熱的內(nèi)在原因。模擬計(jì)算了對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)工況時(shí)的火積耗散。結(jié)果表明:脈動(dòng)流顯著降低了傳熱過(guò)程的火積耗散,與Nu數(shù)、Fc數(shù)相反火積耗散隨脈動(dòng)頻率的變化先減小后增大,存在一個(gè)脈動(dòng)頻率,使得Nu數(shù)、Fc數(shù)最大的同時(shí)火積耗散最小。脈動(dòng)流具有提高換熱效率和降低熱勢(shì)能耗散的雙重功效。
【關(guān)鍵詞】：脈動(dòng)流 傳熱 場(chǎng)協(xié)同 渦 火積耗散
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TK124
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 強(qiáng)化傳熱11-12
• 1.3 研究現(xiàn)狀12-16
• 1.3.1 脈動(dòng)流強(qiáng)化傳熱研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.2 脈動(dòng)流傳熱的機(jī)理14-15
• 1.3.3 場(chǎng)協(xié)同理論以及在脈動(dòng)流換熱的應(yīng)用15-16
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排16-17
• 第二章 脈動(dòng)流傳熱實(shí)驗(yàn)17-25
• 2.1 脈動(dòng)流傳熱實(shí)驗(yàn)臺(tái)17-21
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)段18-20
• 2.1.2 電加熱系統(tǒng)20
• 2.1.3 水循環(huán)系統(tǒng)20-21
• 2.1.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)步驟與數(shù)據(jù)處理方法21-24
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)步驟21-22
• 2.2.2 數(shù)據(jù)處理方法22-23
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果23-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第三章 脈動(dòng)流傳熱的模擬實(shí)驗(yàn)25-33
• 3.1 模擬實(shí)驗(yàn)方法25-29
• 3.1.1 幾何模型與網(wǎng)絡(luò)劃分25-26
• 3.1.2 數(shù)學(xué)模型與物性參數(shù)26-28
• 3.1.3 邊界條件與求解設(shè)置28-29
• 3.2 模擬計(jì)算結(jié)果29-31
• 3.2.1 模擬與實(shí)驗(yàn)的對(duì)比29-30
• 3.2.2 模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果30-31
• 3.3 本章小結(jié)31-33
• 第四章 脈動(dòng)流傳熱的場(chǎng)協(xié)同以及渦量分析33-49
• 4.1 場(chǎng)協(xié)同的分析方法33-38
• 4.1.1 理論推導(dǎo)33-36
• 4.1.2 場(chǎng)協(xié)同的數(shù)值計(jì)算方法36-38
• 4.2 協(xié)同數(shù)分析38-47
• 4.2.1 周期平均協(xié)同數(shù)分析38-41
• 4.2.2 瞬時(shí)協(xié)同數(shù)分析41-45
• 4.2.3 場(chǎng)協(xié)同數(shù)與渦量、Nu數(shù)對(duì)比分析45-47
• 4.3 本章小結(jié)47-49
• 第五章 基于火積耗散理論的傳熱評(píng)價(jià)49-57
• 5.1 火積耗散函數(shù)計(jì)算方法50-51
• 5.2 計(jì)算結(jié)果分析51-56
• 5.2.1 周期平均火積耗散分析51-53
• 5.2.2 瞬時(shí)火積耗散分析53-56
• 5.3 本章小結(jié)56-57
• 第六章 結(jié)論與展望57-59
• 6.1 全文總結(jié)57-58
• 6.2 展望58-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 致謝63-64
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果64

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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5 李國(guó)富;高溫巖層巷道主動(dòng)降溫支護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)研究[D];太原理工大學(xué);2010年

6 閻秦;太陽(yáng)能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)熱力特性研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2011年

7 李先春;褐煤提質(zhì)及其燃燒行為特性的研究[D];大連理工大學(xué);2011年

8 譚曉倩;活化生土基低碳節(jié)能村鎮(zhèn)建筑材料研究[D];大連理工大學(xué);2011年

9 程秀花;溫室環(huán)境因子時(shí)空分布CFD模型構(gòu)建及預(yù)測(cè)分析研究[D];江蘇大學(xué);2011年

10 徐高春;面向環(huán)保的高速全自動(dòng)冷鐓機(jī)優(yōu)化研究與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[D];上海大學(xué);2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 蔡駿馳;大空間內(nèi)混合與熱分層試驗(yàn)研究[D];華北電力大學(xué);2015年

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本文編號(hào)：727089