毕业论文

打赏
当前位置: 毕业论文 > 研究现状 >

微尺度流动与传热现象国内外研究现状

时间:2018-08-14 15:20来源:毕业论文
在过去的十几年时间里,与微尺度下流体的流动与传热现象有关的理论和研究工作已经进行,为了分析影响微尺度流动与传热特性的因素,不同的研究者们分别对微尺度下气体单相、液
在过去的十几年时间里,与微尺度下流体的流动与传热现象有关的理论和研究工作已经进行,为了分析影响微尺度流动与传热特性的因素,不同的研究者们分别对微尺度下气体单相、液体单相、气-固两相以及气-液两相等几个方面进行了流体的流动与传热特性研究,不同研究者之间由于使用的实验设备、考察因素与研究方向的不同,造成实验结果和结论也存在着很大的差异。26974
 国外研究现状
近年来,国外的研究者对微尺度流动与传热现象的研究工作,更多的是针对气-固两相和气-液两相进行的。
    Mason D. J.和Li J.[11]与 Tomita Y.[13]等人都是针对气-固两相做出的实验研究。他们的不同之处在于,Mason D. J.和Li J.[11]的研究是为了确定一个散装物料的流动性能,以便在工业气动输送系统产生一个可靠和有效的输送系统。为此他们设计了一个新的系统,控制管道中气-固混合物的流速和压力,在改变输送气体的表观速度的同时保持气体和固体恒定的质量流速,调节系统的出口压力,从而以模拟在一个长管道中不同点位的流动情况。最后将不同流动模型的实验结果进行比较,在很短的时间周期内确定采用小体积的散装材料,模拟工业中气动输送系统大范围的操作条件,克服了工业中气动输送系统性能测试中的成本较高的缺点。Tomita Y.[13]等人则是在水平微管中对具有低速特征的不同硬度的粒子就流型和压降两个方面进行了实验研究,实验结果表明该段塞流可以分为两种类型,取决于颗粒沿管道的沉降。而孤状流是没有沉淀层的段塞流,软质颗粒的孤状流区域窄,有很大的压差,硬质颗粒的孤状流区域宽。但仍需通过做不同的长度和内径的实验来验证该结果。论文网
Saisorn S[14]、Ergu O. B. [15]和Kawahara A.[17]等人则是针对气-液两相做出的实验研究。他们的不同之处在于,Saisorn S[14]等人通过一个直径0.53毫米的水平圆形微通道来调查气-液两相流的流动特性,他们用去离子水、水、氮气和空气作不同的工作流体,通过实验得到气体表面速度和液体表观速度的变化范围分别是0.37-16米/秒和0.005-3.04米/秒,从实验得到的流型图可以看出有团状流、环状流和搅动流等不同流型,并且得到阻力系数与流动模型及质量流量有关的结论。Ergu O. B.[15]等人则是在宽3.70毫米,高0.107毫米和长35毫米的矩形微通道中进行了压降和传质实验。他们在雷诺数范围为100-845时,对蒸馏水(工作流体)进行了压力测量;在雷诺数范围为18-552时,通过使用电化学限制扩散电流技术(ELDCT)对化学溶液(工作流体)进行了传质测量,实验得到的阻力系数值比理论预测值偏大。Kawahara A.[17]等人为了研究液体性质对两相流流动特性的影响,在圆形微通道中,对气液二相流中的空隙率、压降和气泡速度进行了实验研究。他们以蒸馏水和乙醇水溶液(同时乙醇浓度是变化的,用以改变表面张力和粘度)作为实验液体进行了绝热实验。实验结果表明,分布参数Co随着液体粘度的增加/表面张力的降低而增加。
由此可以看出,国外研究者们更多的是针对气-固两相和气-液两相流进行流动、传质特性研究,通过控制不同的工作流体及其配比的不同,设置流速和压力不同的流动模型,通过比较不同的流动模型的实验结果,从而分析影响微尺度下流动特性的因素,分析阻力系数对微尺度下流动特性的影响。
国内研究现状
与国外研究者相比,国内研究者对微尺度流动与传热现象的研究工作,更多的集中在单相气流、单相液流和气-固两相流等方面。
唐桂华[1]等人和王玲[4]等人都是针对单相气流做出的实验研究。他们的研究的区别在于,唐桂华[1]等人研究的是氮气在微细石英管内的流动特性,他们通过比较氮气在微细光滑及粗糙石英管(直径为50-200)内的流动情况,从进出口效应、气体的可压缩性、稀薄空气效应、粗糙度等方面分析其对管内气体阻力特性的影响,结果表明微细光滑石英管内的阻力系数与常规尺度的光滑管道基本符合,同时从层流到湍流的过度雷诺数Re也没有提前,但是微细粗糙管内的阻力就比理论预测值大很多。他们还发现了因为微尺度下尺度效应的存在,气体可压缩性及通道内壁粗糙度对微尺度下的流动特性的影响也进一步的加深[1]。王玲[4]等人研究的则是氮气和氦气在微细管道中的气体突扩阻力特性,他们通过比较氦气和氮气在不同面积比的微通道(内径为0.245mm-0.850mm)内突扩局部阻力的大小,来研究突扩阻力系数和气体种类、微通道比表面积的关系。实验结果表明,氦气和氮气的局部阻力系数不同,当处于层流阶段时,两二者在微尺度下的突扩阻力系数都要高于常规尺度下的阻力系数值,而在相同的条件下,氦气的突扩阻力系数还要比氮气的阻力系数值大;当处于湍流阶段时,由于气体有一定的可压缩性,突扩阻力系数随雷诺数的变大而变大。氮气的突扩阻力系数随通道比表面积的减小而增加,且面积比越小,增加的幅度越大;在相同的雷诺数下,氦气的突扩局部阻力系数随面积比的减小而增大[4]。 微尺度流动与传热现象国内外研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_21302.html
------分隔线----------------------------
推荐内容