波壁管內(nèi)非牛頓流體脈動流場的PIV實驗研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代化工業(yè)的飛速發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污染是可持續(xù)發(fā)展必需面臨的問題。如何提高能源的利用率來減少能源需求，進而削減對環(huán)境的污染十分重要。優(yōu)化熱質(zhì)傳遞設(shè)備和提高傳質(zhì)強化效率是一項有效的措施，而脈動流動常作為一種擾流技術(shù)廣泛應用于換熱強化過程。本研究在脈動流場下，具體考查了非牛頓流體（羧甲基纖維素鈉，CMC溶液）在波壁管內(nèi)的流動特點。
　　本研究對象為五套幾何尺寸不同的波壁管中的流動。在凈流動雷諾數(shù)較低的實驗條件下，通過PIV（粒子

2、圖像測速技術(shù)）測量波壁管中一個脈動周期內(nèi)8等分時刻的流動結(jié)構(gòu)，得到對應時刻的速度向量圖和流線圖，通過研究分析兩組振動分率條件下的實驗結(jié)果，得出波壁管的幾何尺寸和振動頻率條件St數(shù)對管內(nèi)流動的和傳質(zhì)效果的影響。結(jié)果表明：脈動流場下波壁管的波長對管內(nèi)流動狀態(tài)影響不大，而振幅對管內(nèi)流動影響明顯，振幅越大的波壁管，管內(nèi)流動越復雜，質(zhì)量傳遞強化越好；兩個振動分率條件下，波壁管內(nèi)脈動流的周期均出現(xiàn)相位變化，與給定實驗條件相比，脈動周期的相位差隨著S