隨著經濟的快速發(fā)展,能源需求不斷增加,能源利用帶來的環(huán)境污染問題已經越來越嚴重。核電站事故工況下釋放的放射性氣溶膠及火電廠煙氣排放中的灰塵,嚴重影響人類和環(huán)境的健康。無論在核電站還是火電廠中,排放出來的細顆粒都是伴隨著具有一定溫度場的混合氣體擴散、沉積。因此,研究多氣載條件下細顆粒沉積運動具有重要的實際意義。本文采用理論計算和實驗驗證相結合的方法對多氣載細顆粒熱泳沉積運動進行了分析。首先,搭建了多氣載條件下窄矩形通道實驗系統(tǒng)。實驗中考慮了不同混合氣體、入口溫度、流量參數對溫度場內細顆粒的運動的影響,分別測量了管道內顆粒的粒徑分布、軸向平均速度、軸向脈動速度、徑向平均速度、徑向脈動速度。隨后,對Francisco J.Romay熱泳沉積公式進行了修正,建立了多氣載細顆粒熱泳沉積模型。通過計算分析了不同介質中,粒徑、主流溫度和流量對顆粒熱泳沉積的影響。最后,結合理論計算數值和實驗結果對多氣載細顆粒熱泳沉積運動規(guī)律和機理進行了分析。結果表明：介質物性和溫度梯度是影響顆粒在介質中發(fā)生沉積的關鍵因素,介質物性又直接影響溫度梯度的變化。其中導熱系數、定壓比熱和粘度的增大都有利于介質溫度梯度的發(fā)展；...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號對照表
目錄
第1章 緒論
    1.1 研究背景及研究意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 研究現狀及研究進展
        1.2.1 混合氣體熱物性研究
        1.2.2 細顆粒熱泳沉積研究
    1.3 已有研究工作的不足及問題的提出
    1.4 研究內容及研究方法
第2章 混合氣體物性及熱泳沉積計算模型
    2.1 引言
    2.2 混合氣體熱物性計算模型
        2.2.1 混合氣體密度計算模型
        2.2.2 混合氣體粘度計算模型
        2.2.3 混合氣體導熱系數計算模型
        2.2.4 混合氣體平均摩爾質量計算模型
        2.2.5 混合氣體定壓比熱計算模型
    2.3 熱泳系數計算模型
    2.4 對流換熱系數計算模型
    2.5 努森數計算模型
    2.6 熱泳沉積計算模型
    2.7 本章小結
第3章 研究對象特性
    3.1 引言
    3.2 細顆粒特性
        3.2.1 細顆粒主要物性參數
        3.2.2 細顆粒組分
        3.2.3 細顆粒電鏡掃描圖片
    3.3 混合氣體特性
        3.3.1 密度特性
        3.3.2 導熱系數特性
        3.3.3 粘度特性
        3.3.4 定壓比熱特性
    3.4 窄矩形通道特性
        3.4.1 窄矩形通道結構
        3.4.2 窄矩形通道效應
    3.5 本章小結
第4章 實驗系統(tǒng)及方案
    4.1 引言
    4.2 實驗系統(tǒng)
        4.2.1 實驗系統(tǒng)原理
        4.2.2 實驗系統(tǒng)結構
        4.2.3 實驗系統(tǒng)特點
    4.3 實驗主要設備
        4.3.1 顆粒發(fā)生器
        4.3.2 空氣加熱器
        4.3.3 空氣壓縮機
    4.4 測量系統(tǒng)
        4.4.1 PDA數據采集系統(tǒng)
        4.4.2 溫度計量系統(tǒng)
        4.4.3 流量測量系統(tǒng)
    4.5 實驗方案
        4.5.1 細顆粒在氦氣與空氣中的沉積方案
        4.5.2 細顆粒在二氧化碳與空氣中的沉積方案
    4.6 誤差分析
        4.6.1 PDA系統(tǒng)測量誤差
        4.6.2 溫度測量誤差
        4.6.3 流量測量誤差
        4.6.4 實驗對象和實驗裝置誤差
    4.7 本章小結
第5章 實驗結果及分析
    5.1 引言
    5.2 細顆粒在空氣中的運動沉積實驗
        5.2.1 實驗段內細顆粒的粒徑分布
        5.2.2 實驗段內細顆粒的軸向速度分布
        5.2.3 實驗段內細顆粒的徑向速度分布
    5.3 細顆粒在氦氣與空氣中的運動沉積實驗
        5.3.1 實驗段內細顆粒的粒徑分布
        5.3.2 實驗段內細顆粒的軸向速度分布
        5.3.3 實驗段內細顆粒的徑向速度分布
    5.4 細顆粒在二氧化碳與空氣中的運動沉積實驗
        5.4.1 實驗段內細顆粒的粒徑分布
        5.4.2 實驗段內細顆粒的軸向速度分布
        5.4.3 實驗段內細顆粒的徑向速度分布
    5.5 顆粒在不同介質中的速度分布比較
    5.6 本章小結
第6章 多氣載熱泳沉積公式的建立及計算分析
    6.1 引言
    6.2 多氣載熱泳沉積計算公式的建立
    6.3 細顆粒在單一氣體中的熱泳沉積計算
        6.3.1 細顆粒在二氧化碳中的熱泳沉積計算
        6.3.2 細顆粒在氦氣中的熱泳沉積計算
    6.4 細顆粒在混合氣體中的熱泳沉積計算
        6.4.1 細顆粒在空氣與二氧化碳中的熱泳沉積計算
        6.4.2 細顆粒在空氣與氦氣中的熱泳沉積計算
    6.5 本章小結
第7章 多氣載細顆粒熱泳沉積規(guī)律及機理
    7.1 引言
    7.2 多氣載細顆粒熱泳沉積規(guī)律
        7.2.1 主流溫度對多氣載細顆粒熱泳沉積的影響
        7.2.2 顆粒粒徑對多氣載細顆粒熱泳沉積的影響
        7.2.3 主流流量對多氣載細顆粒熱泳沉積的影響
    7.3 細顆粒在不同介質中的沉積機理
        7.3.1 不同氣體吸放熱性對顆粒熱泳運動的影響
        7.3.2 湍流程度對顆粒熱泳運動的影響
        7.3.3 徑向速度對顆粒熱泳運動的影響
        7.3.4 導熱系數比對顆粒熱泳運動的影響
    7.4 本章小結
第8章 結論與建議
    8.1 結論
    8.2 建議
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文其它成果
致謝



本文編號：3895196