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相變邊界條件下的熱湍流動(dòng)力學(xué)和熱輸運(yùn)特性的研究

包郵 相變邊界條件下的熱湍流動(dòng)力學(xué)和熱輸運(yùn)特性的研究

作者:王子奇 著
出版社:清華大學(xué)出版社出版時(shí)間:2024-08-01
開本: 16開 頁(yè)數(shù): 200
中 圖 價(jià):¥76.3(7.0折) 定價(jià)  ¥109.0 登錄后可看到會(huì)員價(jià)
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相變邊界條件下的熱湍流動(dòng)力學(xué)和熱輸運(yùn)特性的研究 版權(quán)信息

相變邊界條件下的熱湍流動(dòng)力學(xué)和熱輸運(yùn)特性的研究 本書特色

《相變邊界條件下的熱湍流動(dòng)力學(xué)和熱輸運(yùn)特性的研究》針對(duì)相變邊界條件下的熱湍流動(dòng)力學(xué)和熱輸運(yùn)特性開展研究,提出了多組分相變熱湍流系統(tǒng)的概念;研究了水密度反轉(zhuǎn)特性對(duì)相變過程的影響;揭示了影響冰面形貌特征的物理機(jī)制。

相變邊界條件下的熱湍流動(dòng)力學(xué)和熱輸運(yùn)特性的研究 內(nèi)容簡(jiǎn)介

《相變邊界條件下的熱湍流動(dòng)力學(xué)和熱輸運(yùn)特性的研究》針對(duì)自然對(duì)流和相變邊界條件耦合所涉及的復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)演化、熱量輸運(yùn)和質(zhì)量在不同相態(tài)之間的再分配等具有復(fù)雜性和挑戰(zhàn)性的問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬和理論建模相結(jié)合的研究。所涉及的相變邊界條件包括高溫系統(tǒng)內(nèi)的汽-液相變以及低溫系統(tǒng)中的液-固相變,對(duì)這兩個(gè)方向的研究均從相變、(湍流)自然對(duì)流以及傳熱三者的耦合作用角度詳細(xì)展開。 本書首先系統(tǒng)地闡述研究具有相變邊界條件的熱湍流動(dòng)力學(xué)和熱輸運(yùn)特性的背景與意義,凝練科學(xué)問題;然后關(guān)注在包含汽-液相變的熱對(duì)流系統(tǒng)內(nèi),如何極大限度地增強(qiáng)傳熱、突破自然對(duì)流傳熱極限;接下來關(guān)注在包含液-固相變的熱對(duì)流系統(tǒng)內(nèi),結(jié)冰動(dòng)力學(xué)特性的決定因素、決定冰水界面形貌特征的物理機(jī)制以及移動(dòng)液-固界面系統(tǒng)內(nèi)的多平衡態(tài)問題;*后總結(jié)全書的研究工作,展示研究的創(chuàng)新點(diǎn),并對(duì)未來可能的相關(guān)研究方向進(jìn)行展望。 本書可供動(dòng)力工程及工程熱物理專業(yè)研究生、能源動(dòng)力專業(yè)本科生、相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員和科研人員參考和閱讀。 

相變邊界條件下的熱湍流動(dòng)力學(xué)和熱輸運(yùn)特性的研究 目錄

第1章 引言 1.1 研究背景及意義 1.2 研究現(xiàn)狀 1.2.1 增強(qiáng)自然對(duì)流傳熱效率 1.2.2 結(jié)冰或融冰動(dòng)力學(xué)特性、輸運(yùn)特性及固-液界面形貌特征 1.3 研究目的與內(nèi)容 1.4 研究方法 1.5 本書結(jié)構(gòu)安排 第2章 兩相“類催化性顆粒”湍流對(duì)熱對(duì)流系統(tǒng)熱輸運(yùn)特性的影響 2.1 研究目的 2.2 兩相“類催化性顆粒”湍流系統(tǒng)的形成 2.3 兩相熱對(duì)流沸騰-凝結(jié)實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 2.3.1 圓柱形兩相熱對(duì)流沸騰-凝結(jié)對(duì)流槽 2.3.2 擴(kuò)壓容器 2.3.3 工作液體 2.3.4 控制參數(shù)和響應(yīng)參數(shù) 2.3.5 溫度控制系統(tǒng) 2.3.6 熱量損失誤差分析 2.3.7 溫度測(cè)量與采集系統(tǒng) 2.3.8 流場(chǎng)可視化技術(shù) 2.4 傳熱載體:“類催化性顆粒” 2.5 系統(tǒng)熱驅(qū)動(dòng)力強(qiáng)度對(duì)系統(tǒng)傳熱特性的影響 2.5.1 兩相“類催化性顆粒”湍流系統(tǒng)的傳熱特性 2.5.2 三個(gè)特征鮮明的區(qū)間 2.5.3 蒸氣體積分?jǐn)?shù)的計(jì)算 2.6 傳熱增強(qiáng)的物理機(jī)制 2.6.1 兩相“類催化性顆粒”湍流系統(tǒng)氣泡群運(yùn)動(dòng)速度 2.6.2 相變潛熱對(duì)傳熱增強(qiáng)的貢獻(xiàn) 2.6.3 氣泡流導(dǎo)致的湍流場(chǎng)的摻混效應(yīng)對(duì)傳熱增強(qiáng)的貢獻(xiàn) 2.7 主動(dòng)調(diào)控“類催化性顆粒”的運(yùn)動(dòng):兩種運(yùn)動(dòng)模式 2.7.1 局部摻混:跳躍模式 2.7.2 全局摻混:遷移模式 2.8 本章小結(jié) 第3章 不同工況對(duì)兩相“類催化性顆粒”湍流系統(tǒng)的影響 3.1 研究目的 3.2 加入不同體積分?jǐn)?shù)的低沸點(diǎn)HFE-7000液體 3.2.1 兩種蒸氣泡形成模式 3.2.2 加入不同體積分?jǐn)?shù)HFE-7000液體的流場(chǎng)特征 3.3 加入不同體積分?jǐn)?shù)HFE-7000液體的影響 3.3.1 傳熱特性 3.3.2 傳熱特性補(bǔ)償圖 3.3.3 蒸氣泡體積分?jǐn)?shù) 3.4 兩相“類催化性顆粒”湍流系統(tǒng)的溫度脈動(dòng) 3.5 上板溫度和下板溫度控制解耦 3.5.1 恒定下板(加熱)溫度改變上板(冷卻)溫度 3.5.2 恒定上板(冷卻)溫度改變下板(加熱)溫度 3.6 本章小結(jié) 第4章 自然對(duì)流與結(jié)冰過程耦合的動(dòng)力學(xué)和流動(dòng)結(jié)構(gòu) 4.1 研究目的 4.2 研究方法 4.2.1 實(shí)驗(yàn)方法:兩相熱對(duì)流結(jié)冰-融冰實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 4.2.2 理論建模 4.2.3 直接數(shù)值模擬:格子玻爾茲曼算法 4.2.4 研究方法小結(jié) 4.3 實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬和理論建模結(jié)果對(duì)比 4.4 冰生長(zhǎng)與流體運(yùn)動(dòng)的耦合動(dòng)力學(xué):四種不同的傳熱與流動(dòng)耦合機(jī)制 4.4.1 區(qū)間-1(Regime-1) 4.4.2 區(qū)間-2(Regime-2) 4.4.3 區(qū)間-3(Regime-3) 4.4.4 區(qū)間-4(Regime-4) 4.4.5 四種不同的傳熱與流動(dòng)耦合機(jī)制小結(jié) 4.5 冰層生長(zhǎng)的動(dòng)力學(xué)特征 4.6 本章小結(jié) 第5章 水相變平衡狀態(tài)冰-水界面形貌及其形成的物理機(jī)制 5.1 研究目的 5.2 研究方法 5.2.1 實(shí)驗(yàn)方法:可調(diào)節(jié)傾角兩相熱對(duì)流結(jié)冰-融冰實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 5.2.2 直接數(shù)值模擬方法 5.2.3 建立流體力學(xué)理論模型 5.3 影響冰形貌的物理機(jī)制1:熱浮力驅(qū)動(dòng)力 5.3.1 垂直對(duì)流實(shí)驗(yàn)和直接數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比 5.3.2 解釋垂直對(duì)流中冰的局部形貌特征:邊界層模型 5.4 影響冰形貌的物理機(jī)制2:溫度梯度與重力方向夾角 5.4.1 不同系統(tǒng)傾斜角度的實(shí)驗(yàn)和直接數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比 5.4.2 系統(tǒng)在不同傾角條件下的傳熱特性 5.4.3 不同傾角條件下流動(dòng)和冰水界面形貌特性 5.4.4 解釋寬范圍系統(tǒng)傾角下的局部冰形貌特征:推廣的邊界層模型 5.4.5 解釋冰 厚的位置信息:浮力驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度模型 5.5 本章小結(jié) 第6章 自然對(duì)流與固-液相變耦合系統(tǒng)多平衡態(tài)問題 6.1 研究目的 6.2 研究方法 6.2.1 實(shí)驗(yàn)方法 6.2.2 直接數(shù)值模擬方法 6.2.3 理論建模 6.3 結(jié)冰/融冰的歷史效應(yīng)對(duì)冰演化的影響 6.3.1 RB對(duì)流系統(tǒng)的結(jié)冰/融冰過程的冰演化特性 6.3.2 VC系統(tǒng)的結(jié)冰/融冰過程的冰演化特性 6.3.3 雙平衡態(tài)的物理機(jī)制 6.4 對(duì)流系統(tǒng)的寬高比對(duì)結(jié)冰平衡態(tài)的影響 6.4.1 RB對(duì)流系統(tǒng)平衡態(tài)冰水界面形貌特征 6.4.2 VC系統(tǒng)平衡態(tài)冰水界面形貌特征 6.4.3 邊界層模型的進(jìn)一步推廣 6.5 本章小結(jié) 第7章 總結(jié)與展望 7.1 全書總結(jié) 7.2 研究創(chuàng)新點(diǎn) 7.3 未來展望 參考文獻(xiàn) 在學(xué)期間完成的相關(guān)學(xué)術(shù)成果 致謝
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相變邊界條件下的熱湍流動(dòng)力學(xué)和熱輸運(yùn)特性的研究 作者簡(jiǎn)介

王子奇,2017年9月至2022年6月在清華大學(xué)能源與動(dòng)力工程系攻讀動(dòng)力工程及工程熱物理專業(yè)博士學(xué)位,于2022年6月獲得工學(xué)博士學(xué)位,同年獲得“清華大學(xué) 博士畢業(yè)生”稱號(hào)、清華大學(xué) 博士學(xué)位論文獎(jiǎng)、“吳仲華 研究生獎(jiǎng)”。

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