【摘 要】
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本论文对流量周期性变化条件下的流动与传热特性进行了实验研究及理论分析。实验研究主要针对紊流状态的流动,以去离子水为工质,在恒定热流密度加热的竖直实验管段内,通过改
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本论文对流量周期性变化条件下的流动与传热特性进行了实验研究及理论分析。实验研究主要针对紊流状态的流动,以去离子水为工质,在恒定热流密度加热的竖直实验管段内,通过改变流量波动周期、振幅及平均流量,研究各参数对流动与传热特性的影响。实验结果表明:在流量波动时,压降与速度变化曲线之间存在相位差,且相位差随时均雷诺数变化而变化,波动振幅及周期对相位差没有影响;分析了加速与减速阶段瞬时阻力系数不同的原因,并得到了与无量纲波动频率、振幅及时均雷诺数相关的时均阻力系数的计算公式。对于波动条件下的传热,在Reta<10000时,换热强度随着波动周期增加而减小,在Reta>10000后,换热强度随着波动周期增加而增加;当相对振幅改变时,随着波动幅度增大,换热强度逐渐降低;在波动周期为20s、25s及30s范围内,换热整体处于被减弱的状态,且随着Reta数增大,换热强度逐渐增长;在波动周期为10s、15s时,换热随着Reta数的变化并非线性关系;并利用紊流猝发模型对传热特性进行了分析。理论分析主要针对层流状态的流动,利用N-S方程,通过合理假设,对层流充分发展区内流量波动时的流动及传热特性建立数学模型并进行分析。通过将波动状态的流动分离成恒定流与振荡流的叠加,重点分析了振荡流各参数对流动与传热的影响。
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