發(fā)布時(shí)間：2017-12-29 18:00

  本文關(guān)鍵詞：開式環(huán)境下差熱式人工上升流速度場及溫度場基礎(chǔ)特性研究　出處：《杭州電子科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：人工上升流技術(shù)在改善海洋環(huán)境、增殖漁業(yè)資源、提升海洋運(yùn)輸安全以及河流湖泊生態(tài)環(huán)境改善等方面具有重大意義。本文提出了一種全新的人工上升流技術(shù)--差熱式人工上升流技術(shù)。該技術(shù)是通過人工方式加熱較深處低溫水層的海水，，在低溫水層形成局部熱溫區(qū)，根據(jù)流體力學(xué)原理，流體內(nèi)的溫度梯度會引起密度梯度，通常高溫流體密度低，低溫流體密度高，因此熱溫區(qū)的低密度海水將在因重力而產(chǎn)生的浮升力作用下自然上升，產(chǎn)生上升流。本文通過實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬的方法對開式環(huán)境下差熱式人工上升流速度場特性和溫度場特性展開了一系列基礎(chǔ)性研究。 首先，本文根據(jù)差熱式人工上升流技術(shù)特點(diǎn)，建立了差熱式人工上升流的實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬的前處理。 其次，本文利用差熱式人工上升實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對差熱式人工上升流速度場特性和溫度場特性進(jìn)行研究，分析了初始水溫、熱源加熱功率以及距熱源高度三個(gè)因素對上升流速度場特性（上升特征速度、有效橫截面面積、上升流流量）以及溫度場特性的影響�？傮w而言,研究結(jié)果表明：熱源功率越高、環(huán)境水溫越低則產(chǎn)生的人工上升流流速越高、有效截面積越大、上升流量也就越大。從效率上來說，對本文的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ投?300W的熱源功率是比較合適的。此外通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果速度場特性和溫度場特性的對比分析我們證實(shí)了差熱式人工上升流的產(chǎn)生機(jī)理是：熱源加熱周圍水體形成高溫水團(tuán)，高溫水團(tuán)因浮力作用迅速上浮從而帶動周圍液體向上涌升，從而形成上升流。 最后，通過CFD模擬仿真了差熱式人工上升流的流場。在同樣的工況下，數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似，驗(yàn)證了數(shù)值模擬模型的正確性。并且利用該模型研究了水體鹽度對差熱式人工上升流速度場和溫度場的影響，發(fā)現(xiàn)對于差熱式人工上升流系統(tǒng)，比較而言，在高鹽度海水中比在低鹽度海水中能夠獲得更大流量的上升流。
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【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P754

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1351238