高溫顆粒在冷卻劑中運(yùn)動(dòng)阻力特性的實(shí)驗(yàn)與理論研究.pdf

1、本文對(duì)現(xiàn)有的高溫顆粒與冷卻劑相互作用的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn)，運(yùn)用高速攝像技術(shù)記錄了單個(gè)或多個(gè)高溫鋼球和二氧化鋯小球穿過(guò)液面及在液面下運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程。通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察，發(fā)現(xiàn)在高溫小球下落冷液的過(guò)程中，由于小球周?chē)鋮s劑的快速蒸發(fā)使得高溫小球周?chē)仓粚雍鼙〉恼羝?，并在小球的后面跟隨較長(zhǎng)的氣泡尾流。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的結(jié)果表明，由于小球周?chē)后w的快速蒸發(fā)形成的向上的阻力會(huì)阻礙小球的運(yùn)動(dòng)，高溫小球在冷液中的下落速度明顯低于常溫小球在冷液中的下落

2、速度。這一結(jié)果從實(shí)驗(yàn)的角度驗(yàn)證了高溫小球穿過(guò)液面時(shí)蒸發(fā)拖曳力模型的正確性。 通過(guò)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，小球溫度、小球直徑以及冷液的過(guò)冷度是影響高溫小球在液面下運(yùn)動(dòng)特性的重要因素。在其他條件相同的情況下，小球溫度越高、直徑越小、冷液的過(guò)冷度越小，高溫小球在冷卻劑中相同位置的運(yùn)動(dòng)速度會(huì)越小，并且其能夠接近的相對(duì)穩(wěn)定速度也越小。 為了研究高溫小球相互作用的影響，進(jìn)行了多個(gè)高溫小球下落到冷液中的實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，多個(gè)高溫小球在液面

3、下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與單個(gè)高溫小球時(shí)的情形相似，但多個(gè)高溫小球在液面下運(yùn)動(dòng)時(shí)，前面小球后跟隨的汽泡會(huì)與后面的小球發(fā)生碰撞和擾動(dòng)，在一定程度上對(duì)高溫小球的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了一定的影響。但由于本文實(shí)驗(yàn)條件的限制，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每次釋放的高溫小球個(gè)數(shù)不是很多，這種影響并不明顯。 本文基于Yang(1996)提出的高溫小球在液面下運(yùn)動(dòng)時(shí)的蒸發(fā)阻力模型，分析并整理現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出了高溫小球在冷卻劑中運(yùn)動(dòng)時(shí)的半經(jīng)驗(yàn)半理論運(yùn)動(dòng)阻力模型，并得到了高溫小球在冷卻