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【6h】

脉动流场下操作条件和几何参数对波壁管内质量传递速率的影响

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能源消耗和环境污染是社会经济可持续发展所不得不面对的问题，提高热质传递装置的传质强化效率是应对这一危机的有效措施之一。针对二维和三维流路热质传递的相关研究表明，改变流道几何形状或者改变流场对于提高传质效率具有显著作用。本研究在脉动流场下，考察波壁管的几何参数以及脉动流动的振动分率对传质特性的影响。
　　以5套尺寸不同的波壁管为研究对象，脉动流场中不同振动分率作为实验条件，使用电化学方法测量波壁管内的质量传递速率，并且取2组不同层流雷诺数进行对比。重点考察雷诺数、波壁管几何参数、振动分率对传质效率的影响。
　　实验结果分析表明:1、在定常流场下，同一雷诺数下质量传递速率随着波动因子Fw的增加而增加。在脉动流场下，层流流域内雷诺数对传质强化效果显著，越靠近临界雷诺数，传质强化效果越强。2、几何参数的变化用波动因子Fw表示，在临界雷诺数附近的层流流域下不同振幅的波壁管内的实验结果是质量传递系数E随着波动因子的减小而增加，不同波长的波壁管内也有相同的结论，但在同一个层流雷诺数下的结果说明传质效果还受雷诺数的影响。3、振动分率P分别取值0.6、1.0和1.2，实验结果表明质量传递效果随着振动分率的增加而增加，而且带有反向流的脉动流场传质显著提高。在此还发现随着波动因子Fw的减小，逐渐出现E的峰值，这可能是由于峰值对应的St数随着波动因子的减小而减小。没出现峰值的管是由于测量St数取值范围的限制。并且在同一管中出现的峰值所对应的最优St数不随振动分率的改变而改变。
　　与已有研究结果对比，实验中雷诺数、几何参数和振动分率会共同作用于最后的结果。不同几何参数的波壁管内层流流域对应的雷诺数范围是不同的，因此在研究其他参数影响时需按相同流动情况来选取雷诺数，而不是按相同雷诺数，才能消除雷诺数对结果的影响。

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