本論文主要針對矩形通道內(nèi)脈動流和加減速流動的流動特性進行了實驗研究和理論分析。實驗研究主要針對矩形通道內(nèi)單相水在非穩(wěn)態(tài)流動條件下的層、紊流的阻力特性以及過渡區(qū)的轉(zhuǎn)捩特性。實驗表明,在層流區(qū)內(nèi)，相同流量下，加速情況下摩擦壓降大于穩(wěn)態(tài)情況下的摩擦壓降，而減速情況下的摩擦壓降小于穩(wěn)態(tài)情況下的摩擦壓降；在整周期內(nèi)，脈動周期與脈動振幅對平均摩擦壓降沒有影響。在紊流區(qū)，脈動周期與脈動振幅對平均摩阻系數(shù)有影響，且脈動越劇烈，摩擦阻力系數(shù)越大。Re-λ曲線與流跡顯示實驗均證明，在脈動流加速階段，隨著脈動頻率的增大，臨界轉(zhuǎn)捩點位置前移，小于穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)捩臨界雷諾數(shù)，而在減速階段，隨著脈動頻率的增大，臨界轉(zhuǎn)捩點位置明顯滯后，大于穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)捩臨界雷諾數(shù)，且加速度越大，越容易發(fā)生轉(zhuǎn)捩。理論推導(dǎo)主要針對層流區(qū)的加減速流的速度分布進行研究，理論推導(dǎo)結(jié)果表明影響速度分布的因素為：通道尺寸、流體性質(zhì)、壓力梯度變化率、時間、初始速度分布；在相同截面平均速度下，壓力梯度變化率越大，中心流體的速度梯度越大，而壁面附近則相反；根據(jù)能量梯度法，最先發(fā)生轉(zhuǎn)捩的位置不在平板通道中心處，而是在距離通道中心y h=0.58的位置。 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)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 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 流量波動條件下的阻力特性研究
        1.2.2 脈動流轉(zhuǎn)捩特性研究現(xiàn)狀
    1.3 本論文的研究內(nèi)容
第2章 實驗裝置與實驗方法
    2.1 實驗回路和測量系統(tǒng)
        2.1.1 實驗回路
        2.1.2 測量采集系統(tǒng)
    2.2 實驗方案及注意事項
        2.2.1 實驗內(nèi)容
        2.2.2 實驗方法
        2.2.3 實驗步驟
        2.2.4 實驗注意事項
    2.3 本章小結(jié)
第3章 系統(tǒng)驗證與典型實驗現(xiàn)象
    3.1 實驗系統(tǒng)的驗證
        3.1.1 單相水阻力系數(shù)計算公式
        3.1.2 矩形通道內(nèi)單相水阻力系數(shù)計算與實驗系統(tǒng)驗證
    3.2 實驗數(shù)據(jù)修正
        3.2.1 流量-壓降時間差修正
        3.2.2 零點漂移修正
        3.2.3 錄像-采集系統(tǒng)時間差修正
    3.3 典型實驗現(xiàn)象
        3.3.1 正弦波實驗
        3.3.2 梯形波實驗
    3.4 本章小結(jié)
第4章 脈動流層、紊流的阻力特性
    4.1 層流區(qū)阻力特性分析
        4.1.1 脈動流加速度變化
        4.1.2 脈動周期、相對振幅對環(huán)形曲線的影響
        4.1.3 加速度對瞬時摩阻的影響
        4.1.4 脈動周期、相對振幅對平均壓降的影響
        4.1.5 理論分析結(jié)果驗證
    4.2 紊流區(qū)阻力特性研究
        4.2.1 脈動周期對壓降-流量曲線的影響
        4.2.2 脈動振幅對壓降-流量曲線的影響
        4.2.3 脈動周期、脈動振幅對平均壓降的影響
        4.2.4 無量綱加速度對摩阻系數(shù)的影響
    4.3 本章小結(jié)
第5章 過渡區(qū)轉(zhuǎn)捩特性研究
    5.1 過渡區(qū)實驗研究
        5.1.1 Re-λ曲線判斷轉(zhuǎn)捩點
        5.1.2 可視化判斷轉(zhuǎn)捩點
    5.2 過渡區(qū)理論研究
        5.2.1 平板通道恒定壓力梯度變化率情況下速度分布推導(dǎo)
        5.2.2 理論推導(dǎo)結(jié)果驗證
        5.2.3 不同參數(shù)對層流的影響
        5.2.4 正負壓力梯度變化率對速度分布的影響
        5.2.5 加速（減速）時間恒定時的速度分布
        5.2.6 初始速度恒定時的速度分布
        5.2.7 梯形波條件下加速度對轉(zhuǎn)捩點的影響
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]搖擺狀態(tài)下窄通道內(nèi)單相阻力特性實驗研究[J]. 謝清清,閻昌琪,曹夏昕,黃彥平,馬建,王廣飛.  原子能科學(xué)技術(shù). 2012(03)
[2]簡諧脈動流中極點摩擦壓降特性實驗研究[J]. 賈輝,譚思超,高璞珍,閻昌琪,黃彥平.  核動力工程. 2011(03)
[3]搖擺條件下圓管內(nèi)的摩擦阻力模型[J]. 鄢炳火,顧漢洋,楊燕華,于雷.  原子能科學(xué)技術(shù). 2011(05)
[4]不穩(wěn)定條件下水平管單相水流動阻力特性實驗研究[J]. 賈輝,譚思超,高璞珍,閻昌琪.  原子能科學(xué)技術(shù). 2011(02)
[5]搖擺條件下矩形管內(nèi)湍流流動特性的LES研究[J]. 鄢炳火,顧漢洋,楊燕華,于雷.  核動力工程. 2011(01)
[6]搖擺條件下圓管內(nèi)層流摩擦阻力的理論研究[J]. 鄢炳火,于雷,楊燕華.  核動力工程. 2010(05)
[7]搖擺條件下子通道內(nèi)湍流流體的數(shù)值分析[J]. 鄢炳火,顧漢洋,楊燕華,于雷.  原子能科學(xué)技術(shù). 2010(S1)
[8]搖擺條件下矩形管內(nèi)流體流動模型[J]. 鄢炳火,于雷,楊燕華.  原子能科學(xué)技術(shù). 2010(06)
[9]搖擺運動條件下自然循環(huán)溫度波動特性[J]. 譚思超,高璞珍,蘇光輝.  原子能科學(xué)技術(shù). 2008(08)
[10]微通道內(nèi)單相流流動特性的實驗研究進展[J]. 鄭慧凡,秦貴棉,范曉偉,李安桂,張文全.  節(jié)能技術(shù). 2008(01)

博士論文
[1]脈沖流動和壁面振動傳熱研究[D]. 俞接成.清華大學(xué) 2005

碩士論文
[1]矩形通道內(nèi)脈動流流動特性研究[D]. 劉宇生.哈爾濱工程大學(xué) 2012



本文編號：3198540