收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

热动力学相似性

李正宇  
【摘要】:受热流动系统在工业生产中具有广泛的应用,它属于工程热物理的研究范畴。一直以来,经典热力学在这种研究中占据主导地位。经典热力学以准静平衡为基础,因此只考虑平衡的结果,而没有涉及到变化的过程。而近几十年里,工程领域过程日趋复杂化,系统运行中动态特性日益明显,而且动态过程的控制往往会影响到系统的稳定性。因此对于那些需要考虑系统稳定性、有在线监控和事故后分析要求的场合,不能够只考虑热力学过程的结果,而应该更注重热力学的动态过程本身。 要进行动态过程的研究,单是过去的分析方法已经不够了。因为动态过程的时、空尺度已经不是在宏观状态,这就需要研究者也相应调整自己的观察尺度,以适应这种要求。系统的平衡过程不再是瞬时完成的,存在着弛豫时间。热弛豫和粘性弛豫时间的出现,导致了势和流之间的相移现象,这是热声热机产生功的原因。因此时间概念变得非常的重要,每个过程都有其自身的特征时间尺度,它是过程中几何尺寸、物理量变化、作用空间的综合反映,因此可以表征系统的状态变化。越来越多的研究者认识到,过程时间参量以及与时间参量相关的特征参量对系统变化具有特征化的作用。 在受热流动系统中,不同的物理过程,具有不同的时、空尺度。本文结合几个受热流动系统的理论分析和实验研究,在双区框架下,对这些系统建立热动力学网络模型。并从动态状态的量化分析出发,尝试探索系统稳定性与时间以及时间相关特征参量之间的关联性,提出用两个子系统的特征时间之比 作为热动力学相似性准则。 作者论文的研究工作主要反映在以下几个方面的具体内容: 对受热流动系统研究的发展历史和研究现状作了比较系统的评述,特别对热声热机的研究情况和沸腾两相流研究情况的已有研究成果进行了分析研究,介绍了本课题研究在工程和学科上的意义。 概括、总结了热声热机和沸腾两相流系统的基本方程。根据受热流动系统内部物 WP=5 理过程时间尺度的不同,将受热两相流分为两个区,并在此双区框架下,分析了热声热机和沸腾两相流的网络模型。为网络模型的试验量化提供了途径。 动态试验研究具有与静态研究不同的试验方法和数据处理手段。作者结合课题期间的工作,提出了在动态试验数据采集中应该注意的问题和在后期处理中能够使用的手段。这些分析手段在后面对作者对数据进行处理过程中基本都得到了应用。 对几个受热流动系统的试验结果进行了分析,研究重点放在探索用特征时间尺度以及与特征时间尺度相关的特征参量量化系统运行状态以及判别系统的稳定性变化上。 分析了受热流动系统的共性,在双区框架下,讨论了建立热动力学网络的一般方法。强调特征时间尺度以及特征参量,提出了热动力学相似准则的概念,并把描述两个区综合效果的 作为判定热动力学相似的准则数。从模型框架、各个区的主导机制等角度将热动力学相似方法和Zuber所提出的也是以 为准则的分层模化方法进行对比,讨论了两者的异同。并且还给出了试验结果证明这种方法的可用性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘益才,郭方中,关保国;热声热机──无运动部件的低污染热机[J];真空与低温;2002年03期
2 张晓青,郭方中,董凯军,伍继浩;热声热机的网络模型与仿真研究[J];低温工程;2000年05期
3 董凯军,罗运文;热声热机及其应用[J];热能动力工程;2000年02期
4 张晓青,郭方中;热声热机中液相工质的选择与计算[J];华中科技大学学报;2001年06期
5 董凯军,罗运文;热声热机及其应用[J];电机电器技术;2003年02期
6 吴锋;热声网络理论及其在热声热机工程中的应用[J];武汉化工学院学报;2002年01期
7 王本仁,缪国庆;热声热机场方程的改进计算[J];应用声学;1994年04期
8 杨梅,罗二仓,李晓明,凌虹,胡勤国,陈国邦,吴剑峰;同轴型行波热声热机的实验研究[J];低温与超导;2002年04期
9 张晓青,郭方中;热声热机中的能量模拟与分析[J];低温与超导;2000年03期
10 张富珍,姜任秋,李青,陈熙,禹智斌;热声热机的频率特性研究[J];低温工程;2004年04期
11 涂虬,李青,刘钧霞,吴锋,郭方中;热声热机系统振荡频率的理论计算与实验验证[J];低温工程;2003年02期
12 刘益才,郭方中;热声热机和斯特林热机振荡现象的网络描述[J];低温与超导;2003年01期
13 纪军;刘涛;何雅玲;;热声热机研究的发展与展望[J];中国基础科学;2007年05期
14 张明研;刘益才;黄谦;宛超;辛天龙;马卫武;;热声热机核心部件——回热器[J];真空与低温;2009年01期
15 张富珍,姜任秋;热机循环的时序波型分析[J];哈尔滨工程大学学报;2005年01期
16 陈丽新;刘益才;陈思明;颜鹏;李照龙;张骏;;热声制冷机回热器的现状及展望[J];真空与低温;2010年04期
17 张晓青,郭方中;热声热机中回热器的数值计算与分析[J];华中科技大学学报;2001年03期
18 谢秀娟,伍继浩,禹智斌,李青;基于DeltaE程序的行波热声热机特性研究[J];低温工程;2003年02期
19 刘钧霞,涂虬,李青,张晓青,郭方中;回热器填料热声特性研究——网络模型算法的应用和验证[J];低温工程;2003年06期
20 沈国清;于岩;杨永钊;;热声热机的热力学分析[J];节能;2006年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 伍继浩;李青;郭方中;;高频行波热声热机的实验研究[A];第五届全国低温工程大会论文集[C];2001年
2 刘益才;;废热利用新途径—热声模块技术[A];2004全国能源与热工学术年会论文集(2)[C];2004年
3 王本仁;金滔;范理;张淑仪;;热声热机中回热器的焓流分析[A];中国声学学会2002年全国声学学术会议论文集[C];2002年
4 李端勇;吴锋;李青;郭方中;;热声热机中谐振管的功能[A];制冷空调新技术进展——第三届制冷空调新技术研讨会论文集[C];2005年
5 康慧芳;李青;周刚;李正宇;;小振幅热声热机数值仿真软件设计[A];第八届全国低温工程大会暨中国航天低温专业信息网2007年度学术交流会论文集[C];2007年
6 胡兴华;王惠龄;舒水明;张晓青;丁国忠;吴钢;;热声热机的网络拓扑描述方法[A];第八届全国低温工程大会暨中国航天低温专业信息网2007年度学术交流会论文集[C];2007年
7 余文峰;罗运文;李青;郭方中;;吸附剂型回热器热声热机[A];第四届全国低温工程学术会议论文集[C];1999年
8 陈丽娟;董卫;;太阳能热声制冷技术发展与展望[A];制冷空调新技术进展——第四届全国制冷空调新技术研讨会论文集[C];2006年
9 胡忠军;李正宇;李青;周刚;李强;;串列热驱热声制冷机的发展[A];第九届全国低温工程大会论文集[C];2009年
10 张晓青;F.J.Jerbi;郭方中;M.X.FRANCOIS;;热声制冷机声功的测量[A];第五届全国低温工程大会论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 潘娜;声场与重力场耦合作用下热声热机实验研究[D];华南理工大学;2013年
2 涂虬;热声器件的寻优及其与热声热机系统的匹配[D];华中科技大学;2004年
3 张富珍;热声热机热力学循环模型分析与微小型热声制冷机设计[D];哈尔滨工程大学;2005年
4 李正宇;热动力学相似性[D];华中科技大学;2004年
5 康慧芳;高频行驻波型热驱动热声制冷机的理论及实验研究[D];中国科学院研究生院(理化技术研究所);2009年
6 胡忠军;高频级联型热声系统研究[D];中国科学院研究生院(理化技术研究所);2007年
7 胡兴华;非均匀声介质中的声传播及演化规律研究[D];华中科技大学;2008年
8 陈熙;热声谐振管参数激励机理研究[D];华中科技大学;2004年
9 李山峰;行波热声发动机、制冷机及其耦合规律研究[D];中国科学院研究生院(理化技术研究所);2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张明研;热驱动热声热机特性实验研究[D];中南大学;2010年
2 辛天龙;热声热机回热器特性研究[D];中南大学;2011年
3 刘明方;热声热机换热器的特性研究[D];武汉工程大学;2012年
4 费锦华;热声热机特征时间的理论与实验研究[D];武汉工程大学;2013年
5 蒋珍华;热声发动机及热声制冷机的理论与实验研究[D];浙江大学;2005年
6 孙生生;基于Fluent的热声元件特性研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
7 赵玲;外激励热声谐振管的研究[D];华中科技大学;2006年
8 寿琳;驻波型热声驱动脉管制冷机性能研究[D];浙江大学;2007年
9 杨梅;行波型热声发动机的热力分析和实验研究[D];浙江大学;2003年
10 张纪勇;驻波型热声发动机起振机理的理论分析[D];浙江大学;2006年
 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