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自由下落微粒流场中摩擦阴力系数的理论分析与实验研究

作　者: 王蕊
导　师: 刘泽勤
学　校: 天津商业大学
专　业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 自由下落微粒羽流摩擦阻力系数气固两相流
分类号: O313.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 58次
引　用: 1次
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内容摘要

世界各国,尤其是众多发达国家,其经济繁荣的代价是在化工、电厂、建筑、食品工业、农产品加工、交通运输等领域中所产生大量污染空气的微粒粉尘,造成严重的空气污染。环境空气污染对全世界绝大部分人口健康状况造成巨大威胁,而作为城市大气污染中最主要的污染源——微粒污染,日益受到国内外广大科学研究者及环保学者的关注。在自然环境、工业生产及运输中,微粒粉尘往往呈现自由下降或者悬浮状态。因此,对常温条件下的自由下落微粒羽流与环境空气的相互影响进行探索研究已经成为微粒粉尘与空气污染运行机理研究领域中的重点研究课题之一。其中,微粒流与周围流体的摩擦阻力系数的研究是该领域中研究难度较大的课题之一。本文以气固两相流动的耦合规律为理论基础,探索自由下落微粒群中单一粒子摩擦阻力系数的变化规律;以自由下落微粒羽流卷吸量实验平台为蓝本,设计和搭建专门致力于研究颗粒群在自由下落过程中与环境空气摩擦阻力系数的实验装置,进行动态实验研究。通过理论分析与实验研究,探索气固两相流动中环境流体对微粒群运动的阻力作用以及环境流体参数与微粒物理参数之间的相互耦合关系。用微粒羽流的下降高度、微粒羽流微粒质量流量、微粒粒径、微粒密度、微粒散装密度以及微粒羽流起始处的几何半径等物性参数来描述自由下落微粒羽流与环境空气的摩擦阻力作用,并用大量实验数据拟合自由下落微粒流粒子与环境空气的摩擦阻力系数的经验公式。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章引言  9-21
  1.1 课题研究背景及研究目的  9-10
  1.2 国内外相关研究现状  10-15
  1.3 自由下落微粒羽流研究进展  15-18
  1.4 本论文的研究任务与方法  18-20
  1.5 研究创新点与意义  20-21
第二章理论分析与数学建模  21-28
  2.1 基本假设  21
  2.2 耦合机理分析  21-23
  2.3 数学模型  23-28
第三章自由下落微粒羽流实验  28-43
  3.1 实验装置介绍  28-33
  3.2 实验测量主要硬件和软件  33-37
  3.3 自由下落微粒羽流实验  37-43
第四章实验结果分析与讨论  43-50
  4.1 相关物理参数变化关系  43-46
  4.2 微粒群中单个粒子摩擦阻力系数的变化特性  46-48
  4.3 误差分析  48-50
第五章经验公式的拟合与校对  50-57
  5.1 自由下落微粒流中单个粒子摩擦阻力系数的经验公式  50-54
  5.2 经验公式的校核  54-57
第六章结论  57-59
  6.1 本课题研究完成工作总结  57
  6.2 结论  57-58
  6.3 对后续工作的建议  58-59
参考文献  59-65
附录主要符号表  65-66
硕士期间发表论文情况  66-69
致谢  69-70

自由下落微粒流场中摩擦阴力系数的理论分析与实验研究

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