分层液膜沿非均匀受热斜面流动传热特性分析

分层液膜沿非均匀受热斜面流动传热特性分析

论文摘要

本文用N-S方程及合理的边界条件对沿非均匀加热斜面下降的分层液膜的流动和传热问题进行了描述,建立了数学模型。并进一步推导出液膜中小扰动满足的控制方程和边界条件。然后用摄动法进行了求解,数值模拟了不同因素对液膜稳定性的影响。另一方面研究了沿斜面流动的分层液膜内波,进行了无量纲简化,用摄动法对无量纲方程和边界条件进行了求解,导出了非线性内波的演化方程。对导出的非线性内波方程进行了求解,得到了一定形式的行波解。作为特例,对常密度液膜沿非均匀加热斜面和饱和液氮液膜沿斜面的流动传热稳定性进行了研究分析。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 主要符号表
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景及意义
  • 1.2 研究现状
  • 1.3 研究目的和内容
  • 第二章 常密度液膜沿非均匀加热斜面流动传热稳定性
  • 2.1 引言
  • 2.2 液膜流动的控制方程及其求解
  • 2.2.1 控制方程
  • 2.2.2 控制方程的求解
  • 2.3 线性稳定性分析
  • 2.4 数值模拟及稳定性影响因素分析
  • 2.4.1 Pe 数对稳定性的影响
  • 2.4.2 Mn 数对稳定性的影响
  • 2.4.3 角度对稳定性的影响
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 密度分层液膜沿线性加热斜面流动传热稳定性
  • 3.1 引言
  • 3.2 液膜流动的控制方程及其化简求解
  • 3.3 液膜流动控制方程的求解
  • 3.4 数值模拟及稳定性影响因素分析
  • 3.4.1 Re 数的影响
  • 3.4.2 Marangoni 数的影响
  • 3.4.3 We 数的影响
  • 3.4.4 角度的影响
  • 3.4.5 Pr 数的影响
  • 3.4.6 分层效应的影响
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 基于边界层理论的分层液膜非线性内波
  • 4.1 引言
  • 4.2 分层液膜中非线性波模型
  • 4.3 非线性内波控制方程
  • 4.4 非线性内波方程特例求解
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 液氮液膜沿斜面流动传热稳定性
  • 5.1 引言
  • 5.2 液膜流动的控制方程及其求解
  • 5.2.1 非线性表面张力和蒸汽压力与波动的关系
  • 5.2.2 控制方程
  • 5.2.3 控制方程求解及分析
  • 5.3 数值模拟及稳定性影响因素分析
  • 5.3.1 角度β对流动稳定性的影响
  • 5.3.2 Re 对流动稳定性的影响
  • 5.3.3 波数对流动稳定性的影响
  • 5.3.4 温差对流动稳定性的影响
  • 5.3.5 物性对流动稳定性的影响
  • 5.4 本章小结
  • 第六章 结论与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录
  • 在学期间发表的学术论文和参加科研情况
  • 相关论文文献

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