收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

浓度分层液体受热翻滚过程实验研究

张瀚  
【摘要】:分层液体的失稳现象广泛存在于很多领域内,如海洋中环流分布和热传输、金属合金凝固过程、晶体生长过程和液化气体储罐内部翻滚等。其本质是液体在热/组分浮力作用下的双扩散自然对流。对其进行研究可以有效预防工业生产中失稳带来的危害。现阶段,尚不明确在初始浮力比等参数影响下,分层系统失稳过程的详细特征。本文通过分层实验研究分层系统失稳演化过程,通过改变分层系统的壁面热通量、层间初始质量分数差等实验条件,对实验过程中的失稳流动形态改变、温度变化和超压现象进行分析,总结失稳过程中的分界面迁移、失稳发生时下层溶液的能量积累和压力阶跃规律。进一步揭示无量纲参数初始浮力比R_ρ在分层系统失稳过程中的重要作用。主要工作如下:(1)搭建可视化的实验平台,配置NaCl溶液构造分层系统。可视化容器壁面处安装有加热片来模拟外界环境漏热,通过交流变压器调节热通量。配备热电偶和压力传感器采集温度/压力数据、摄像机采集流动形态变化。(2)保持底部热通量恒定,改变侧壁热通量和层间初始质量分数差,分析分层系统在不同初始条件下失稳流动形态转变、分层界面迁移和分层系统稳定性等变化规律。结果表明其受到外界漏热和层间质量分数差的共同影响:层间质量分数差增大会增强分层系统稳定性;而在外界漏热影响下,产生的浮升力会破坏分层系统的稳定。不同的侧壁热通量和质量分数差下,分层系统稳定性不同,失稳时混合区出现位置不同,形成不同的失稳流动形式,影响分界面迁移速度。(3)通过分析不同侧壁热通量和层间质量分数差下溶液温度变化数据,研究分层系统失稳过程中的温度变化特征和下层液体积聚能量变化规律。结果表明,分层界面阻隔了上下层溶液间的能量传递,下层溶液受热后能量无法释放,积聚在溶液内部。失稳发生时两层溶液混合,下层溶液能量大量释放。随着层间初始质量分数差的增大,穿透发生时下层液体积聚能量越多;随着侧壁热通量增大,穿透发生时下层液体积聚能量减少。(4)通过提高下层溶液漏热率,增加下层溶液积聚的能量,改变层间质量分数差和容器内部初始真空度,研究在不同初始条件下分层系统失稳过程中的压力阶跃现象。结果表明,分层系统失稳发生时,下层溶液能量大量释放,液体剧烈蒸发,容器内气相空间的压力上升速率会快速攀升并达到峰值,发生压力阶跃。层间初始质量分数差较大时,压力阶跃现象更加剧烈;气相空间不凝气组分增加,失稳时压力阶跃强度增强。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 Moon;;自动分层系统帮助云存储迈入主流[J];网络与信息;2010年05期
2 王军克;崔宁;;广域继电保护分层系统结构的网络拓扑设计[J];中国新技术新产品;2013年16期
3 张建英;罗彦;;浅谈广域继电保护分层系统结构的网络拓扑设计[J];中国新技术新产品;2015年01期
4 王典;;广州地铁沿线岩土分层系统的演变及继续完善建议[J];广州建筑;2011年03期
5 Klaus Lagally ,贾耀良;分层系统中的同步[J];计算机工程与应用;1980年12期
6 胡庆平,胡志刚,李丹;关于分层系统的几点注记[J];昭通师范高等专科学校学报;2003年02期
7 张相斌,曲然;DEA方法分层系统评价中的应用[J];情报科学;2001年12期
8 侯鑫;李平;韩波;方舟;;小型无人直升机分层混杂控制系统[J];浙江大学学报(工学版);2009年05期
9 卢建朱,陈火炎;分层系统中实现访问控制的动态密钥管理方案[J];计算机工程与应用;2004年15期
10 孙昕;叶丽丽;黄廷林;刘伟;;破坏水库水温分层系统的能量效率估算:以金盆水库为例[J];中国环境科学;2014年11期
11 高飞;平立;;新的分层系统信道分配算法浅析[J];科技风;2010年01期
12 王双银;曹红霞;朱晓群;;基于大系统递阶理论的区域抗旱应急调水方案[J];农业工程学报;2009年12期
13 杨丽娜;;机电数据结构分层系统设计分析[J];科技创新与生产力;2014年08期
14 黄希强;;广州地铁岩土分层系统与隧道围岩分类[J];西部探矿工程;2006年08期
15 田华,蒋慰孙;智能控制系统的结构模型及其形式化[J];控制与决策;1993年02期
16 冯时珍;;论我国高职教育的国际化发展[J];学术问题研究;2011年01期
17 田华,蒋慰孙;智能机器人体系结构的理论研究[J];控制与决策;1993年05期
18 徐小蕾;苏厚勤;;分层系统Socket通信软件的设计与实现[J];计算机应用与软件;2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 陈学武;胡刚;;公交分层系统的规划方法研究[A];北京快速公交系统发展战略研讨会文集[C];2003年
2 田华;吴启迪;;直接结构综合法用于智能控制系统[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 张瀚;浓度分层液体受热翻滚过程实验研究[D];大连理工大学;2019年
2 韦宁;客户分层系统在个人无抵押信贷风险管理中的应用及实施[D];北京邮电大学;2012年
3 黄国富;一种虚拟设备系统结构的设计和实现[D];华东师范大学;2010年
4 李千;小层自动识别与对比的研究和实现[D];吉林大学;2014年
5 聂蕾;高血压疾病智能分层系统开发与实现[D];厦门大学;2014年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 记者 王学军;CSSC对党员干部职工进行分层系统培训[N];中国船舶报;2009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