湍流热对流中温度边界层和羽流统计特性的实验研究

发布时间：2021-10-11 23:50

　　热对流在自然界和工程应用中广泛存在。Rayleigh-Benard（RB）对流是研究热对流现象的经典理想模型。以往的研究表明,这个系统的传热性能主要由温度边界层控制,并且可以通过从边界层脱离生成的羽流进行调控。尽管人们通常认为改变Prandtl（Pr）数（表征工作流体物性的控制参数）会导致边界层特性发生显著变化,但关于RB系统在不同Pr数下温度边界层和羽流统计特性的研究还比较缺乏。为此,本文采用Pr数分别为11.7、20.5、49.3、81.6、145.7的二甲基硅油作为工作流体,对RB系统在不同Rayleigh（Ra）数（表征流场驱动强度）下的温度剖面开展了一系列实验工作。实验采用了高度分别为12.6 cm、25.2 cm、37.8 cm和50.4 cm的四个对流槽,但所有装置的几何比例保持不变（长高比Γx=1.0,宽高比Γ-=0.3）,从而保证在不同Pr数的实验中Ra数均保持在1.93 × 109≤Ra≤1.73 × 1010范围内。本论文主要包括两个部分。在第一部分,我们通过温度剖面的测量获得相应的温度边界层厚度,并考察和总结了温度剖面的分布规律。我们发现,温度边界层随着Ra数的... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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【参考文献】：
期刊论文
[1]湍流Rayleigh-Bénard热对流温度剖面中对数律研究[J]. 黄茂静,包芸.  中国科学:物理学 力学 天文学. 2017(06)
[2]Current trends and future directions in turbulent thermal convection[J]. Ke-Qing Xia.  Theoretical & Applied Mechanics Letters. 2013(05)
[3]Rayleigh-Bénard湍流热对流研究的进展、现状及展望[J]. 周全,夏克青.  力学进展. 2012(03)

硕士论文
[1]Prandtl数对Rayleigh-Bénard对流中羽流结构及大尺度环流影响的实验研究[D]. 郝鹏.哈尔滨工业大学 2019
[2]长方体对流槽Rayleigh-Bénard湍流热对流系统中对数温度剖面的实验研究[D]. 卢辉.上海大学 2015



本文编号：3431477