高粘流體在折流板上的降膜流動(dòng).pdf

1、高粘流體既包含牛頓流體又包含非牛頓流體。由于流體粘度較大，導(dǎo)致其流動(dòng)困難。即使對(duì)于非牛頓流體，在速度較小時(shí)，依然可視為牛頓流體處理。
　　目前研究較多的是低粘度的牛頓流體，對(duì)于高粘流體的研究較少。為了了解高粘流體在流動(dòng)過(guò)程中的流場(chǎng)及其波動(dòng)性，進(jìn)而掌握高粘流體的傳熱傳質(zhì)特點(diǎn)，本文以水溶性硅油作為介質(zhì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamic，CFD）模擬，對(duì)其在折流板上的降膜流動(dòng)過(guò)程中的速度分布

2、，膜厚，表面更新頻率等進(jìn)行了研究。
　　本文首先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置和流程，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)高粘流體的降膜流動(dòng)過(guò)程進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)中借助激光多普勒測(cè)速儀（LDA或LDV），可得到流體內(nèi)部各點(diǎn)的瞬時(shí)速度。根據(jù)計(jì)算機(jī)顯示信號(hào)，可得到液膜厚度。實(shí)驗(yàn)首先研究了液體流量、粘度對(duì)膜厚的影響，并回歸出經(jīng)驗(yàn)公式。接著研究降膜高度和橫向位置對(duì)膜厚分布的影響。在研究速度分布過(guò)程中，首先驗(yàn)證平均速度隨時(shí)間的變化，確保在不同時(shí)間段內(nèi)測(cè)量的速度保持一致。接著，在距板面不同

3、距離處，分別測(cè)量了流動(dòng)方向、板寬方向的速度分布，并得到較為合適的測(cè)量位置。在該位置處的不同流量和不同粘度下，分別測(cè)量了沿膜厚方向的速度分布。將測(cè)得結(jié)果與Nusselt理論值比較，發(fā)現(xiàn)膜厚和速度的實(shí)驗(yàn)值均較Nusselt理論值大。最后得到在一定流量和粘度下的液膜表面更新速率。
　　運(yùn)用CFD模擬高粘流體在折流板上的流動(dòng)情況。邊界條件均與實(shí)驗(yàn)條件一致。分別比較在不同流量和粘度下，在第三塊折流板上的膜厚和平均速度。在各個(gè)位置上的速度沿膜