收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

开口圆形液池内热毛细对流及其失稳机理分析

凌芳  
【摘要】: 在熔体晶体生长过程中,由温度梯度引起的热毛细对流成为影响晶体均匀性的重要因素,因此,深入研究热毛细对流的稳定性、发生转变的物理机制及其基本特性,对于改进生产过程、提高产品质量具有重要实用价值。为了了解微重力下开口圆形池内热毛细对流的基本规律及其转化特性,利用有限差分法进行了三维直接数值模拟,得到了圆形池内的温度场和速度场分布,并分析了Pr数、圆形液池深径比As和毛细雷诺数Re对热毛细对流的影响规律以及引起流动失稳和产生不同振荡流型的物理机理。圆形浅池深径比As的计算范围为0.02-0.2,流体Pr数为0.011-1,毛细Re数范围5.5×104-8×106。 模拟结果表明,当侧壁温度不均匀性较小时,流动为稳定的三维流动,在垂直于主流方向存在两个对称的二次流胞;当温度不均匀性超过某一值后,流动将转化为振荡的三维流动,为此,确定了流动转化的临界条件,分析了三维稳态和三维振荡热毛细对流的基本特性。 当Pr数较低时,温度振荡波在冷壁面附近产生,并且由于热壁面温度梯度较小,温度振荡沿流动方向逆向传播;在温度波传播过程中,流体温度随之升高,使得液池中心区域温度梯度高于关于A-B截面对称的两侧,因此温度波就向两侧扩散;当Pr数增大时,由热毛细对流引发的温度振荡波仍由右侧冷壁向热壁传播,并向两侧翼展方向扩散,但流体动力扩散能力的增强促使从高温向低温的热毛细对流增强,抑制了温度波的传播,由温度波动引起的速度波动与表面热毛细对流的交汇促使温度振荡沿逆向呈菱形传播。随着Re数的增加,无因次温度振幅加大,振荡的频率也增加;随着液池深度的增加,流动转化的临界Re数减小,温度波动将扩散至整个液池,无因次温度振幅也越大。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 侯淑娥,郑运荣,陈荣章;成分调整对DZ125合金凝固行为的影响[J];航空材料学报;1997年01期
2 程礼椿,王章启,王付战;旋弧喷溅侵蚀的理论分析[J];中国电机工程学报;1989年05期
3 李东辉,陈瑞川,郑洪,杨黄浩,许金钩;新型荧光液池的设计及其在凋亡细胞核酸检测中的应用[J];分析仪器;2000年01期
4 张正芳,马同泽,陈焕倬;两相闭式热虹吸管加热段内的传热特性[J];工程热物理学报;1990年03期
5 陈延辉,王莅文,琚宝军;CR 聚合物与钢筋混凝土液池补强修复技术[J];建筑技术开发;1998年01期
6 彭岚,李友荣,曾丹苓,今石宣之;环形液池内中等Pr数流体的浮力-热毛细对流[J];力学学报;2005年03期
7 黄金印 ,傅智敏 ,屈震;大型液化石油气贮存容器的火灾爆炸危险特性[J];消防技术与产品信息;2002年03期
8 汪小平,郑运荣,肖程波,王蓓蕾,韩雅芳;硼对Ni_3Al基IC6合金凝固过程影响的研究[J];航空材料学报;2000年02期
9 邓瑱玲,С.А.Лопович;热反射镀膜大型玻璃的生产[J];国外建材科技;1995年04期
10 吴晅;李铁;蔡杰;袁竹林;;洗涤冷却室液池内气液流动特性的模拟研究[J];热力发电;2008年05期
11 王浩,邹积岩,程礼椿,林金铭;磁场中真空电弧液滴喷溅分析[J];华中理工大学学报;1995年10期
12 王立鼎,刘军山,于建群,刘冲;集成毛细管电泳芯片研究进展[J];大连理工大学学报;2003年04期
13 李正平;向超导发电机转子自动调节输送液氦的方法[J];低温与超导;1983年01期
14 张鄂平;关于迈尔边界润滑理论的讨论[J];润滑与密封;2001年01期
15 虞启琏,蒋海波,王建良,陈又亮;白噪音微珠流变仪[J];仪器仪表学报;1988年03期
16 唐志伟,马重芳,蒋章焰;重力热管泡状流工况的定量描述[J];工程热物理学报;2003年05期
17 龚维平;AC·T血细胞分析仪定期保养步骤[J];医疗设备信息;2002年08期
18 戴闻;工作于4.2—1.8K的往复式磁致冷机的致冷量和效率问题[J];低温物理学报;1983年04期
19 赵国华,陈健生,李修伦;倾斜式汽液逆流冷凝传热研究[J];化学工程;2001年04期
20 周琦;印染厂利用废碱液进行燃煤锅炉烟气脱硫的设计[J];能源技术;2001年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 尼实;;钢筋混凝土贮液池常见裂缝的处理方法[A];土木建筑学术文库(第9卷)[C];2008年
2 苏建;周晴;;实践五号空间流体实验的温度控制[A];实践五号卫生空间探测与试验成果学术会议论文集[C];2002年
3 马世民;;介绍一种玻璃液池底泄料装置[A];2011年全国玻璃窑炉技术研讨交流会论文汇编[C];2011年
4 叶家良;;天津历年育成菊花品种简介[A];中国菊花研究论文集(1997-2001)[C];2001年
5 张丽;段俐;康琦;;环形液池浮力-热毛细对流表面振荡现象的临界温差[A];第八届全国实验流体力学学术会议论文集[C];2010年
6 胡良;朱鹏;周彬;段俐;康琦;;阴影法测量环形液池热流体波[A];第八届全国实验流体力学学术会议论文集[C];2010年
7 商奇伟;李友荣;彭岚;吴双应;;环形浅液池内中等Pr数流体的热毛细-浮力对流[A];中国动力工程学会第三届青年学术年会论文集[C];2005年
8 李自文;;抢救特大烧伤创面应用湿润烧伤膏并发严重感染1例[A];中华医学会第五次全国烧伤外科学术会议论文汇编[C];1997年
9 苏建;周晴;孙辉先;余光华;;实践五号卫星空间流体实验的温度控制[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十二次学术会议论文集[C];1999年
10 周彬;段俐;胡良;康琦;;短时微重力环境下的浮力-热毛细对流[A];第七届全国实验流体力学学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 潘旭海;事故性泄漏动力学过程的理论与实验研究[D];南京工业大学;2004年
2 吴春梅;Czochralski法晶体生长中复杂流动结构及其稳定性研究[D];重庆大学;2013年
3 莫东鸣;环形双层液池内热毛细对流的线性稳定性分析[D];重庆大学;2012年
4 焦波;重力热管传热过程的数学模型及液氮温区重力热管的实验研究[D];浙江大学;2009年
5 黄艳贞;重力驱动微流控芯片流动注射分析系统的研究[D];浙江大学;2008年
6 朱兰兰;提高单细胞分析选择性和芯片电泳进样性能的研究[D];浙江大学;2008年
7 周小明;双层流体热毛细—浮力对流不稳定性及外部磁场主动控制[D];南京航空航天大学;2011年
8 王会廷;液体内向流动板材液压成形技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
9 张婷;微流控皮升级平移自发试样引入方法及其在高速毛细管电泳中的应用[D];浙江大学;2009年
10 吴锁柱;微流控液滴液/液萃取和电化学检测系统的研究[D];浙江大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周永利;环形双组分液池内耦合热—溶质毛细对流转变过程二维数值模拟[D];重庆大学;2012年
2 王双成;环形浅液池内双层流体热对流过程的渐近解[D];重庆大学;2010年
3 王瑜;旋转对环形浅液池内热毛细对流影响的实验研究[D];重庆大学;2013年
4 赵星福;第二类化学品开阔陆域泄漏后果分析评价研究[D];大连海事大学;2006年
5 张鸿儒;垂直传热对矩形液池内热毛细对流的影响[D];重庆大学;2010年
6 樊洁;一种测量交流弱信号的低温恒温器的研制及其性能检测[D];西北大学;2005年
7 陈丽晓;基于抗震性能分析的贮液池的改建加固方案研究[D];天津大学;2012年
8 黄旭方;内热源液池内两相流动换热特性数值模拟[D];重庆大学;2007年
9 常园园;电解加工的电解液池温度分布及控制方法[D];西安工业大学;2013年
10 马庆勇;浆液池叶轮式搅拌器设计、数值模拟及PIV实验研究[D];江苏大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 原建军 实习生 陈慧;唐太液池考古成果丰富[N];西安日报;2005年
2 考古所 龚国强;唐太液池皇家园林考古发掘记[N];中国社会科学院院报;2005年
3 王乐文;唐代大明宫初展容颜[N];人民日报;2005年
4 记者 原建军 实习生 苏芳;大明宫 大唐政治枢纽 皇家园林景区[N];西安日报;2004年
5 陆元;金鳌玉■桥上曾有一道高墙[N];中国档案报;2005年
6 陆元;溯源紫禁城[N];中国档案报;2004年
7 杨大中;有高潮更易怀孕[N];保健时报;2005年
8 ;草莓的管道化栽培技术(上)[N];湖北科技报;2006年
9 记者 徐飞鹏;做好安全保障确保国庆活动万无一失[N];北京日报;2009年
10 金其;皇城历史遗迹掠影[N];中国档案报;2003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