收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

非牛顿流体在旋转曲线管道内的对流换热研究

张明侃  
【摘要】: 非牛顿流体是广泛应用于化工领域的性质不同于传统牛顿流体的流体,而直线管道和旋转曲线管道系统广泛存在于实际化工工程的各种旋转机械装置中的流体输运管路系统、控制管路系统和管路冷却系统中。非牛顿流体与管路系统相结合,那么管路系统中的流动和换热特性将会产生什么样的变化,与牛顿流体相比有什么新的特性,是对管路系统地性能以及旋转装置的安全运行有着重要影响的问题,又是管道中研究甚少的且急需解决的课题。同时,这个课题还可以应用于生物流体力学:可以作为血管血液流动问题的一个基础性研究。因此本课题具有重要的理论意义和广阔的应用前景。 本文主要研究两种Oldroyd型本构方程的流体(Oldroyd-B方程和Oldroyd 3常数方程)分别在旋转平面弯管内的对流换热和在直管道内的流动。其中对于旋转平面弯管内Oldroyd-B流体的对流换热问题采用摄动方法和Galerkin方法,而对于直管道内Oldroyd 3常数流体的流动问题采用数值方法研究。 在总结和分析了半个世纪以来有关非牛顿流体管道流动和换热特性研究成果的基础上,本文的主要创新之处是:首次对旋转弯曲管道内Oldroyd-B流体充分发展流动的流动结构和对流换热特性以及直管道中Oldroyd 3常数流体充分发展的流动结构进行了系统的理论分析和数值模拟。详细讨论了各种无量纲参数对于轴向速度分布、二次流动、温度分布、轴法向应力,摩擦系数和Nusselt数的影响,获得了若干重要结果。 本文的结果表明:在静止曲线管道内流动中,充分发展的Oldroyd-B流体和牛顿流体有着明显的区别,主要表现在弹性力的作用。弹性力的加强会使得轴向速度分布、温度分布和二次流结构向外壁侧移动,轴法向应力变大,也会对摩擦系数和Nusselt产生影响。当曲线管道旋转时,旋转对于充分发展的Oldroyd-B流体也有着很大影响,正旋转会使得管道摩擦系数变大,管道换热效果增强:而负旋转会使得二次流结构变化复杂,当负旋转到达一定程度时,二次流结构最复杂,摩擦系数最小,换热效果最差。Oldroyd 3常数流体在直管内的充分发展流动由于第二法向应力差的影响,会在截面上产生二次流动,这是Oldroyd-B流体和牛顿流体都没有的现象。进一步的研究还表明,由于弹性的变化,二次流动结构还会发生很大变化。;


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 谢元彦;杨海林;阮建明;;流变学的研究及其应用[J];粉末冶金材料科学与工程;2010年01期
2 林晓辉,孙穆;滑动轴承非牛顿流体动力润滑的有限元数值分析[J];水动力学研究与进展A辑;1991年03期
3 张林仙;利用旋转粘度计测量非牛顿流体的流变特性[J];黄石高等专科学校学报;2003年02期
4 吴珞;刘辉昭;王宗尧;;外区域上非牛顿流体方程解的存在性[J];华东理工大学学报(自然科学版);2006年09期
5 张道祥;施吕蓉;;应力偶流体的精确解[J];力学季刊;2010年02期
6 孙洪全;韩纪庆;;基于粒子的非牛顿流体模拟统一模型[J];哈尔滨工业大学学报;2010年07期
7 葛雄;张根广;王华伟;颜婷;;流体层流流速分布曲线示踪液体配制[J];科技创新导报;2011年14期
8 黄沐辉,张涤明;非牛顿流体雾化力学机理研究[J];力学学报;1991年05期
9 刘振宇,翟云芳,卓兴家,刘洋;非牛顿流体在多孔介质中的非稳态流动[J];大庆石油学院学报;1995年04期
10 凌志英,梁基照;非牛顿流体入口收敛流动的数学模型分析[J];华南理工大学学报(自然科学版);1996年02期
11 谭启建;冷忠建;;一类退缩非线性自由边值问题弱解的存在唯一性[J];数学杂志;2006年06期
12 高海亮;容跃堂;;一类非稳态不可压非牛顿流体方程组的弱解存在惟一性[J];科技创新导报;2010年01期
13 殷谷良;董柏青;;一类非牛顿流体模型解的渐近性态(英文)[J];数学研究与评论;2006年04期
14 岳湘安,孔祥言,陈家琅;非牛顿流体在偏心环空中轴向层流的摄动解[J];应用数学和力学;1992年03期
15 陈振乾,施明恒,虞维平,高峻;竖直圆柱空间多孔介质中非牛顿流体自然对流[J];东南大学学报;1995年02期
16 刘存芳,周强泰,张梦珠;幂律体浑水轴对称层流射流的理论研究[J];东南大学学报;1995年05期
17 刘慈群;非牛顿流体的广义Maxwell模型及其解[J];力学与实践;1995年02期
18 钟展强,吴清松,朱祚金,朱锡锋;水驱粘塑性非牛顿原油渗流特性的数值模拟[J];中国科学技术大学学报;1999年04期
19 郭永存,曾亿山,卢德唐;地层静温预测的非牛顿流体数学模型[J];物理学报;2005年02期
20 刘海燕;庞明军;魏进家;;非牛顿流体研究进展及发展趋势[J];应用化工;2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 祝连庆;董明利;;非牛顿流体流变学特性测试系统[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(上)[C];2001年
2 韩式方;;非牛顿流体力学研究和应用进展若干方面[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年
3 张和豪;王进军;华东耘;;考虑表面任意方向粗糙度的线接触弹性流体动力润滑 笫三部分 非牛顿流体两维粗糙表面弹性流体动力润滑[A];摩擦学第四届全国学术交流会论文集(第一册)[C];1987年
4 丁鹏;闫相祯;;非牛顿流体力学简介及发展[A];第二届全国力学史与方法论学术研讨会论文集[C];2005年
5 周高领;陈斌;;T型管中血液流动的非牛顿流体数值模拟[A];第九届全国生物力学学术会议论文汇编[C];2009年
6 王松浩;华东耘;张和豪;;非牛顿流体纯滚动线接触弹流完全数值解[A];摩擦学第四届全国学术交流会论文集(第一册)[C];1987年
7 王盛章;陈家亮;鲁刚;张晓龙;;具有病人特异性的脑动脉瘤非牛顿流体血流动力学研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
8 胡澍;;在多孔介质中非牛顿流体的流动特性[A];1993年中国地球物理学会第九届学术年会论文集[C];1993年
9 王树立;石兆东;丁云辉;;掺水稠油流变性研究[A];第十七届全国水动力学研讨会暨第六届全国水动力学学术会议文集[C];2003年
10 杨新铁;赵双任;陈建铎;;麦克斯韦尔方程和连续介质方程的相似性[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范文元;非牛顿流体中的气泡行为及周围流场的研究[D];天津大学;2009年
2 李少白;非牛顿流体中气泡运动及传质的研究[D];天津大学;2011年
3 刘全生;微管道中非牛顿流体的电渗流动[D];内蒙古大学;2013年
4 朱春英;非牛顿流体中气泡周围流场及浓度场的研究[D];天津大学;2010年
5 蔡兵;非牛顿流体纺丝拉伸流动[D];四川大学;2002年
6 孙茂盛;泡沫流体冲砂洗井数值模拟研究及应用[D];中国石油大学;2007年
7 李勇;海上氮气泡沫注入系统研究与应用[D];中国石油大学;2008年
8 张绍东;乳化泡沫高压喷射冲砂解堵理论研究及应用[D];中国石油大学;2007年
9 王海民;非牛顿流体中蛋白质气泡有限变形的动力学特性研究[D];复旦大学;2008年
10 姜韶堃;非牛顿流体中的气泡行为[D];天津大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵伟伟;非牛顿多方渗流方程解的行为研究[D];中国海洋大学;2011年
2 李廉;基于非牛顿流体的齿轮热弹流润滑[D];太原理工大学;2003年
3 李国平;二维方腔内非牛顿流体的格子Boltzmann模拟[D];华中科技大学;2010年
4 丛海峰;搅拌槽内非牛顿流体的微观混合特性[D];北京化工大学;2005年
5 马倩;非牛顿流体在环管中流动与换热特性的数值研究[D];南京理工大学;2007年
6 陈必盛;高压喷射注浆在软土地基处理中的应用研究[D];中南大学;2005年
7 冯桂萍;基于齿面粗糙度的齿轮传动热弹流润滑研究[D];太原理工大学;2005年
8 李朝峰;基于多重网格技术的线接触热弹流润滑数值分析[D];太原理工大学;2005年
9 李永华;分形多孔介质中非牛顿流体的渗透率研究[D];华中科技大学;2007年
10 李娟;不同流态的顶替效率的数值模拟研究[D];中国石油大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 杨菊芳;实验室里藏不住的秘密[N];北京日报;2010年
2 朱汉生;知识铁人王德民[N];人民日报海外版;2001年
3 记者 叶文峰;中国石化获国家科技进步一等奖[N];中国石化报;2010年
4 宋维平;润滑油测试技术的重要突破[N];中国石化报;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978