隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快以及工業(yè)水平的不斷提高,與此同時(shí)也帶來(lái)了巨大的能源壓力。因此,能源的利用、開(kāi)發(fā)與節(jié)約能耗要求勢(shì)必會(huì)不斷的提高,工業(yè)設(shè)備將更加趨于節(jié)能、耐用。在石油、煤炭和動(dòng)力工程中,多數(shù)流體都具有非牛頓流體特性,同時(shí)非牛頓流體還普遍存在于自然界和實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中。非牛頓流體理論在各方面的應(yīng)用起到了非常重要的支撐作用,它涉及到眾多材料的流動(dòng)本質(zhì)和流動(dòng)特性。非牛頓流體的流動(dòng)特性和能量傳輸機(jī)理是工業(yè)設(shè)備設(shè)計(jì)從業(yè)者所必須掌握的重要理論基礎(chǔ)。對(duì)非牛頓冪律流體的流動(dòng)與傳熱展開(kāi)針對(duì)性研究對(duì)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、降低能源消耗具有深遠(yuǎn)的意義,并在水利、化學(xué)、冶金、材料、能源、生物等工程領(lǐng)域具有非常大的實(shí)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。本文主要對(duì)不同截面管道內(nèi)的非牛頓冪律流體流動(dòng)與傳熱問(wèn)題進(jìn)行了一系列的研究。首先對(duì)非牛頓流體的數(shù)學(xué)模型和本文采用的物理模型進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹,采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格對(duì)物理模型進(jìn)行劃分,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證本文數(shù)值模擬方法的合理性。在基于理論分析的基礎(chǔ)上,針對(duì)不同冪律指數(shù)的非牛頓流體在不同截面形狀管道內(nèi)的層流流動(dòng)進(jìn)行了直接數(shù)值模擬研究。在探討速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步分析了管截面形狀、冪律指數(shù)（n）... 

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 非牛頓流體概述
        1.2.1 非牛頓流體的定義
        1.2.2 非牛頓流體的分類
        1.2.3 非牛頓流體的流動(dòng)特性
        1.2.4 非牛頓流體流動(dòng)與傳熱的求解方法
    1.3 流體的流動(dòng)與傳熱概述
    1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 牛頓流體管內(nèi)流動(dòng)與傳熱特性的研究現(xiàn)狀
        1.4.2 非牛頓流體管內(nèi)流動(dòng)與傳熱特性的研究現(xiàn)狀
        1.4.3 現(xiàn)有研究存在的問(wèn)題
    1.5 本文主要的研究?jī)?nèi)容
第2章 非牛頓流體流動(dòng)與傳熱的數(shù)學(xué)物理模型
    2.1 CFD數(shù)值模擬方法
        2.1.1 數(shù)值模擬理論概述
        2.1.2 有限容積法
        2.1.3 CFD軟件簡(jiǎn)介
    2.2 數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 控制方程
        2.2.2 非牛頓流體流動(dòng)與傳熱重要的基本參數(shù)
    2.3 物理模型
        2.3.1 物理模型概述
        2.3.2 邊界條件及計(jì)算區(qū)域設(shè)置
        2.3.3 網(wǎng)格生成及網(wǎng)格獨(dú)立性驗(yàn)證
    2.4 數(shù)值模擬結(jié)果的合理性驗(yàn)證
    2.5 本章小結(jié)
第3章 非牛頓冪律流體的速度場(chǎng)與流動(dòng)阻力研究
    3.1 速度入口段的變化規(guī)律
        3.1.1 Pe數(shù)對(duì)速度入口段長(zhǎng)度變化的影響
        3.1.2 截面形狀對(duì)速度入口段長(zhǎng)度變化的影響
    3.2 速度場(chǎng)的變化規(guī)律
        3.2.1 截面形狀對(duì)速度場(chǎng)變化的影響
        3.2.2 冪律指數(shù)對(duì)速度場(chǎng)變化的影響
    3.3 流體流動(dòng)阻力的變化規(guī)律
    3.4 本章小結(jié)
第4章 非牛頓冪律流體的溫度場(chǎng)與傳熱特性研究
    4.1 熱入口段長(zhǎng)度的變化規(guī)律
        4.1.1 Pe數(shù)對(duì)熱入口段長(zhǎng)度變化的影響
        4.1.2 截面形狀對(duì)熱入口段長(zhǎng)度變化的影響
    4.2 溫度場(chǎng)的變化規(guī)律
        4.2.1 截面形狀對(duì)溫度場(chǎng)變化的影響
        4.2.2 冪律指數(shù)對(duì)溫度場(chǎng)變化的影響
    4.3 流體對(duì)流換熱強(qiáng)度的變化規(guī)律
    4.4 本章小結(jié)
第5章 90°彎管內(nèi)非牛頓冪律流體的湍流流動(dòng)研究
    5.1 彎管局部阻力損失
    5.2 彎管流動(dòng)阻力特性的模擬結(jié)果與分析
    5.3 彎管內(nèi)迪恩數(shù)對(duì)二次流的影響
    5.4 彎管內(nèi)迪恩數(shù)對(duì)二次流影響的模擬結(jié)果與分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
主要符號(hào)表
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況及科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3655544