密度鎖內(nèi)流體分層特性的實驗研究.pdf

1、本文通過采用可視化實驗觀察與數(shù)據(jù)采集相結(jié)合的方法研究了密度鎖內(nèi)流體的分層特性。結(jié)果表明：在密度鎖內(nèi)工質(zhì)可以分為三個區(qū)域——混合層、過渡層、導(dǎo)熱層。過渡層內(nèi)存在較大的溫度階躍，溫度階躍的存在對阻隔混合層內(nèi)的擾動以及減少熱量傳遞都有顯著的作用。 通過對不同管徑、不同管形的單管在不同擾動、不同溫差條件下進(jìn)行實驗，得出實驗管段的管徑、管形以及擾動對流體分層穩(wěn)定性有顯著影響。管徑越小，密度鎖上方產(chǎn)生的慣性力越小，因此溫度分界面也就越穩(wěn)定。

2、同時，與圓管相比，方形實驗管段在四個拐角的位置存在流動滯留區(qū)，阻滯溫度分界面的旋轉(zhuǎn)，從而更有利于分界面的穩(wěn)定。 在實驗研究的基礎(chǔ)上，通過合理的簡化假設(shè)，利用等截面直肋模型來計算密度鎖內(nèi)的穩(wěn)態(tài)溫度場及溫度交界面位置。其計算值與實驗值吻合地較好，并證實了由于界面波的存在使得通過溫度交界面向下水箱內(nèi)所傳遞的熱量要比通過導(dǎo)熱的方式所傳遞的熱量還要少一些。 此外，我們在圓形實驗管段的下半部安裝一段擋板，使實驗管的流通面積減半，并對