多孔介質(zhì)復(fù)合腔體內(nèi)流體流動及傳熱的數(shù)值模擬研究.pdf

1、多孔介質(zhì)中的流體流動及傳熱在自然現(xiàn)象、生命現(xiàn)象及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域普遍存在，其中流體區(qū)域含有多孔介質(zhì)的問題具有廣泛的應(yīng)用背景和重要的研究價值，其應(yīng)用的領(lǐng)域包括：干燥和凝固過程、太陽能集熱器、建筑節(jié)能、熱管、核能、原油提取、燃料電池和電子元件冷卻等。由于多孔介質(zhì)復(fù)合區(qū)域的廣泛應(yīng)用以及機(jī)理的復(fù)雜性，對于多孔介質(zhì)薄層與流體組成的復(fù)合腔體的研究相對較少，但在實際應(yīng)用中，涉及到多孔介質(zhì)復(fù)合腔體內(nèi)流動及傳熱問題較多，因此，對于多孔介質(zhì)復(fù)合腔體內(nèi)的

2、流體流動及傳熱要進(jìn)行更加深入的研究，為工程實際提供相應(yīng)的理論依據(jù)。
　　 本文采用理論分析、數(shù)值計算和實驗相結(jié)合的研究方法，考察并分析了多孔介質(zhì)區(qū)域與純流體區(qū)域交界面處的應(yīng)力滑移條件對自然對流和傳熱的影響，討論多孔介質(zhì)的厚度、位置和瑞利數(shù)對腔體內(nèi)的自然對流和傳熱的影響規(guī)律。
　　 在左右壁面有溫度差的情況下，對不同工況下的復(fù)合腔體進(jìn)行模擬和分析，得出了復(fù)合腔體自然對流的基本規(guī)律，根據(jù)不同工況展示了流場、溫度場隨多孔介質(zhì)層

3、厚度、位置及分布、瑞利數(shù)Ra、達(dá)西數(shù)Da、交界面應(yīng)力滑移系數(shù)β1和β2等特征參數(shù)的變化情況，并分析了這些特征參數(shù)對腔體流動及壁面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的影響規(guī)律。通過對復(fù)合腔體內(nèi)流體流動及傳熱的研究，發(fā)現(xiàn)達(dá)西數(shù)Da和瑞利數(shù)Ra對腔體內(nèi)流體流動及傳熱有著重要的影響；應(yīng)力滑移系數(shù)β1和β2對交界面處的速度有影響，但對腔體內(nèi)整場速度分布影響不大，對溫度場分布影響較小。采用二維粒子圖像測速PIV技術(shù)對多孔介質(zhì)復(fù)合腔體進(jìn)行實驗測試，實驗結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果吻合較