侧加热腔体内流体参数对边界层特性的影响
发布时间：2021-02-27 05:48
在波希涅斯克假设的基础上,通过对流体力学方程组的数值模拟,研究了流体参数对边界层（速度边界层δv和温度边界层δT）的影响。结果说明,在普朗特数Pr>1、Pr<1和Pr→1情况下,流体流动的平衡受到不同力控制。在Pr一定时,δv和δT随着格拉晓夫数Gr增加而减小。当Gr足够大时,δT值趋于0,即温度边界层消失。在Gr一定时,随着Pr增加,δT减小,δv增加。热壁面努塞尔数Nu随着腔体高度的增加而减小,Nu随着Pr增加而增加。
【文章来源】：黑龙江大学工程学报. 2019,10(02)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
竖直边壁上的边界层Fig.1Boundarylayerontheverticalsidewall状态ρ为为压
图2Gr=1.2×104时热壁面附近的速度和温度Fig.2VelocityandtemperatureneartheheatedwallatGr=1.2×104图3Gr=1.2×104时不同Pr数情况下加热壁面附近边界层Fig.3BoundarylayerneartheheatedwallfordifferentPratGr=1.2×104图4Pr=6.949时不同Gr数条件下的温度边界层Fig.4TemperatureboundarylayerfordifferentGratPr=6.9492.2边界层对Gr的依赖性Pr一定时不同Gr条件下，1/2腔体高度处，热壁面附近温度T的变化见图4。由图4可见，δT随Gr增加而减小，加热壁面上温度梯度随着Gr增加而增大，因此，换热量增大。由于温度边界层可表示为:δT∝Γ(PrGr)14(9)由式(9)可见，δT随着Gr增加而减小。当Gr足够大时，δT趋于0。也就是说，Gr足够大时，温度边界层将消失。1/2腔体高度处，不同Gr条件下热壁面附近速度的变化见图5。由图5可见，δv随着Gr增大而减小，速度最大值随Gr增大而增加。·4·黑龙江大学工程学报第10卷
图2Gr=1.2×104时热壁面附近的速度和温度Fig.2VelocityandtemperatureneartheheatedwallatGr=1.2×104图3Gr=1.2×104时不同Pr数情况下加热壁面附近边界层Fig.3BoundarylayerneartheheatedwallfordifferentPratGr=1.2×104图4Pr=6.949时不同Gr数条件下的温度边界层Fig.4TemperatureboundarylayerfordifferentGratPr=6.9492.2边界层对Gr的依赖性Pr一定时不同Gr条件下，1/2腔体高度处，热壁面附近温度T的变化见图4。由图4可见，δT随Gr增加而减小，加热壁面上温度梯度随着Gr增加而增大，因此，换热量增大。由于温度边界层可表示为:δT∝Γ(PrGr)14(9)由式(9)可见，δT随着Gr增加而减小。当Gr足够大时，δT趋于0。也就是说，Gr足够大时，温度边界层将消失。1/2腔体高度处，不同Gr条件下热壁面附近速度的变化见图5。由图5可见，δv随着Gr增大而减小，速度最大值随Gr增大而增加。·4·黑龙江大学工程学报第10卷
【参考文献】：
期刊论文
[1]Poiseuille-Rayleigh-Bénard流动中对流斑图的分区和成长[J]. 宁利中,胡彪,宁碧波,田伟利. 物理学报. 2016(21)
[2]侧加热腔体内对流特性的研究[J]. 李开继,宁利中,宁碧波,田伟利. 西安理工大学学报. 2016(01)
[3]两种不同结构的混合流体局部行波对流斑图[J]. 宁利中,王永起,袁喆,李开继,胡彪. 科学通报. 2016(08)
[4]湍流边界层厚度对三维空腔流动的影响[J]. 刘俊,杨党国,王显圣,罗新福. 航空学报. 2016(02)
[5]分离比对混合流体Rayleigh-Bénard对流解的影响[J]. 宁利中,王娜,袁喆,李开继,王卓运. 物理学报. 2014(10)
[6]侧加热腔内的自然对流[J]. 徐丰,崔会敏. 力学进展. 2014(00)
[7]竖直加热平板对流边界层的数值模拟[J]. 闫理贵,傅松. 山东大学学报(工学版). 2009(06)
[8]沿混合流体对流分叉曲线上部分支行波斑图的演化[J]. 宁利中,余荔,袁喆,周洋. 中国科学（G辑:物理学 力学 天文学）. 2009(05)
[9]混合流体Rayleigh-Benard行波对流中的缺陷结构[J]. 宁利中,齐昕,周洋,余荔. 物理学报. 2009(04)
[10]竖直加热平板自然对流边界层的浮力不稳定性[J]. 颜大椿,张汉勋. 北京大学学报(自然科学版). 2001(05)
本文编号：3053783
【文章来源】：黑龙江大学工程学报. 2019,10(02)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
竖直边壁上的边界层Fig.1Boundarylayerontheverticalsidewall状态ρ为为压
图2Gr=1.2×104时热壁面附近的速度和温度Fig.2VelocityandtemperatureneartheheatedwallatGr=1.2×104图3Gr=1.2×104时不同Pr数情况下加热壁面附近边界层Fig.3BoundarylayerneartheheatedwallfordifferentPratGr=1.2×104图4Pr=6.949时不同Gr数条件下的温度边界层Fig.4TemperatureboundarylayerfordifferentGratPr=6.9492.2边界层对Gr的依赖性Pr一定时不同Gr条件下，1/2腔体高度处，热壁面附近温度T的变化见图4。由图4可见，δT随Gr增加而减小，加热壁面上温度梯度随着Gr增加而增大，因此，换热量增大。由于温度边界层可表示为:δT∝Γ(PrGr)14(9)由式(9)可见，δT随着Gr增加而减小。当Gr足够大时，δT趋于0。也就是说，Gr足够大时，温度边界层将消失。1/2腔体高度处，不同Gr条件下热壁面附近速度的变化见图5。由图5可见，δv随着Gr增大而减小，速度最大值随Gr增大而增加。·4·黑龙江大学工程学报第10卷
图2Gr=1.2×104时热壁面附近的速度和温度Fig.2VelocityandtemperatureneartheheatedwallatGr=1.2×104图3Gr=1.2×104时不同Pr数情况下加热壁面附近边界层Fig.3BoundarylayerneartheheatedwallfordifferentPratGr=1.2×104图4Pr=6.949时不同Gr数条件下的温度边界层Fig.4TemperatureboundarylayerfordifferentGratPr=6.9492.2边界层对Gr的依赖性Pr一定时不同Gr条件下，1/2腔体高度处，热壁面附近温度T的变化见图4。由图4可见，δT随Gr增加而减小，加热壁面上温度梯度随着Gr增加而增大，因此，换热量增大。由于温度边界层可表示为:δT∝Γ(PrGr)14(9)由式(9)可见，δT随着Gr增加而减小。当Gr足够大时，δT趋于0。也就是说，Gr足够大时，温度边界层将消失。1/2腔体高度处，不同Gr条件下热壁面附近速度的变化见图5。由图5可见，δv随着Gr增大而减小，速度最大值随Gr增大而增加。·4·黑龙江大学工程学报第10卷
【参考文献】：
期刊论文
[1]Poiseuille-Rayleigh-Bénard流动中对流斑图的分区和成长[J]. 宁利中,胡彪,宁碧波,田伟利. 物理学报. 2016(21)
[2]侧加热腔体内对流特性的研究[J]. 李开继,宁利中,宁碧波,田伟利. 西安理工大学学报. 2016(01)
[3]两种不同结构的混合流体局部行波对流斑图[J]. 宁利中,王永起,袁喆,李开继,胡彪. 科学通报. 2016(08)
[4]湍流边界层厚度对三维空腔流动的影响[J]. 刘俊,杨党国,王显圣,罗新福. 航空学报. 2016(02)
[5]分离比对混合流体Rayleigh-Bénard对流解的影响[J]. 宁利中,王娜,袁喆,李开继,王卓运. 物理学报. 2014(10)
[6]侧加热腔内的自然对流[J]. 徐丰,崔会敏. 力学进展. 2014(00)
[7]竖直加热平板对流边界层的数值模拟[J]. 闫理贵,傅松. 山东大学学报(工学版). 2009(06)
[8]沿混合流体对流分叉曲线上部分支行波斑图的演化[J]. 宁利中,余荔,袁喆,周洋. 中国科学（G辑:物理学 力学 天文学）. 2009(05)
[9]混合流体Rayleigh-Benard行波对流中的缺陷结构[J]. 宁利中,齐昕,周洋,余荔. 物理学报. 2009(04)
[10]竖直加热平板自然对流边界层的浮力不稳定性[J]. 颜大椿,张汉勋. 北京大学学报(自然科学版). 2001(05)
本文编号：3053783
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/lxlw/3053783.html
