本文選題：微距PIV技術(shù)　切入點：流場測量　出處：《科學(xué)技術(shù)與工程》2017年27期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：PIV技術(shù)是20世紀80年代發(fā)展起來的一種瞬態(tài)、多點、無接觸的流體力學(xué)測速方法。它能夠在不干擾流場的情況下,實現(xiàn)對流場瞬時和全局測試。試驗在現(xiàn)有PIV中添加微距鏡頭,對多孔介質(zhì)某一孔隙的流動特征進行檢測和分析研究。實驗選用的多孔介質(zhì)是由直徑20 mm的水晶玻璃球隨機堆積而成,孔隙率為0.592 3,迂曲度為1.33,選用的流體為65%苯甲醇和35%無水乙醇混合液,其折射率須與多孔介質(zhì)完全匹配。經(jīng)過微距PIV實驗,得到多孔介質(zhì)某一孔隙內(nèi)的流場矢量圖。分析發(fā)現(xiàn):低雷諾數(shù)時,流體流動受外界干擾隨機擾動,方向出現(xiàn)波動性,隨著雷諾數(shù)增加,慣性力增強,干擾和波動性被抑制,流動變得穩(wěn)定規(guī)則,流線為直線;當雷諾數(shù)達到154.1時,開始出現(xiàn)局部流線彎曲,因而可以認為此時多孔介質(zhì)進入流動轉(zhuǎn)捩期,當雷諾數(shù)超過214.9時,流動進入完全湍流,全場流動轉(zhuǎn)為不規(guī)則流動,同一雷諾數(shù)下不同區(qū)域流動大小方向不斷發(fā)生變化,不同雷諾數(shù)下同一區(qū)域的流場也不相同。同時還發(fā)現(xiàn),不穩(wěn)定流動可能源于某些未被慣性抑制的隨機流動。當雷諾數(shù)超過482.2后,橫向流動或者旁路流使湍流流動愈益復(fù)雜,不同位置交替出現(xiàn)流體的聚團和剝離消散。這些為多孔介質(zhì)內(nèi)部流動轉(zhuǎn)捩機制提供了深入認識和新的發(fā)現(xiàn)。
[Abstract]:PIV technology is a transient, multi-point, non-contact hydrodynamic velocimetry method developed in 1980s. It can realize instantaneous and global measurement of the flow field without disturbing the flow field. The flow characteristics of a pore in a porous medium are examined and analyzed. The porous media selected in the experiment is composed of 20 mm diameter crystal glass ball stacked randomly. The porosity is 0.5923, the roundness is 1.33, the selected fluid is 65% benzyl alcohol and 35% anhydrous ethanol mixture, its refractive index must match the porous media exactly. The flow vector diagram of a pore in porous media is obtained. It is found that when the Reynolds number is low, the fluid flow is randomly disturbed by external interference and the direction is fluctuated. With the increase of Reynolds number, the inertial force increases, and the disturbance and volatility are suppressed. When the Reynolds number reaches 154.1, the local streamline begins to bend, so it can be considered that the porous media enters the flow transition period, and when the Reynolds number exceeds 214.9, the flow enters into complete turbulence. The full-field flow changed to irregular flow, and the flow direction of different region changed continuously under the same Reynolds number, and the flow field of the same area was also different under different Reynolds number. At the same time, it was also found that, The unstable flow may originate from some random flow which is not suppressed by inertia. When Reynolds number exceeds 482.2, the turbulent flow becomes more complicated by lateral flow or bypass flow. At different locations, fluid clusters and peel dissipations occur alternately, which provide a deep understanding and new discovery for the mechanism of flow transition in porous media.
【作者單位】： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院;內(nèi)蒙古科技大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)白云鄂博礦多金屬資源綜合利用重點實驗室和省部共建國家重點實驗室培養(yǎng)基地;北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境與能源工程學(xué)院;
【基金】：國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展(973)計劃(2012CB720402) 國家自然科基金(51166010) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)創(chuàng)新基金(2011NCL001) 內(nèi)蒙古應(yīng)用技術(shù)研究與開發(fā)資金(20130310) 內(nèi)蒙古高校創(chuàng)新團隊研究計劃(NMGIRT1406)資助
【分類號】：O357.3

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本文編號：1582732