微距PIV測量球床多孔介質(zhì)流場.pdf

1、近年來，由于工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的快速發(fā)展使得諸多問題伴隨多孔介質(zhì)的傳質(zhì)與傳熱得以解決。多孔介質(zhì)學(xué)科逐步發(fā)展，并成為現(xiàn)代社會(huì)科研人員研究的重點(diǎn)之一。多孔介質(zhì)中的流體流動(dòng)是多孔介質(zhì)研究基礎(chǔ)，因此多孔介質(zhì)中流場的分析具有重要意義。多孔介質(zhì)的內(nèi)部流動(dòng)特性受到其孔隙結(jié)構(gòu)及流體流動(dòng)過程包含復(fù)雜的流態(tài)邊界層和固體壁面與流體之間的相互作用和固相相關(guān)特性影響，但是現(xiàn)有的無論是實(shí)驗(yàn)還是模擬研究都無法準(zhǔn)確的描述孔隙內(nèi)部的流動(dòng)特征，而且流體的流動(dòng)特征的判定還受實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)

2、條件及分析方法的限制。
　　現(xiàn)階段對多孔介質(zhì)內(nèi)流場特性研究主要是實(shí)驗(yàn)研究，通過實(shí)驗(yàn)采集流場對應(yīng)的數(shù)據(jù)總結(jié)其規(guī)律和特征。然而，由于研究環(huán)境(如溫度、聲音、外部震動(dòng)、邊界層)和研究條件等因素的不確定性，使得研究者在不同的條件下得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論各有不同，很難統(tǒng)一，導(dǎo)致這一領(lǐng)域是研究的不成熟狀態(tài)。所以研究者需要通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)不同條件下，不同的流動(dòng)狀態(tài)，以豐富多孔介質(zhì)流動(dòng)的數(shù)據(jù)庫。
　　本次實(shí)驗(yàn)研究是在各位師兄研究的基礎(chǔ)上，通過研究對比各

3、種測速技術(shù)，來選擇PIV，通過添加微距鏡頭，運(yùn)用可視化流場技術(shù)，在不干擾流場的情況下，對多孔介質(zhì)單獨(dú)某一孔內(nèi)流場進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。而后數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，用Tecplot將數(shù)據(jù)處理后得到流場矢量圖，對流場整體流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行可視化分析，并運(yùn)用Matlab編程處理數(shù)據(jù)，得到流動(dòng)速度脈動(dòng)、平均值、及速度的變化，并進(jìn)行分析，進(jìn)而對被測區(qū)域的流動(dòng)特性進(jìn)行分析。結(jié)果表明，在雷諾數(shù)113之前，流動(dòng)雖然受粘性力及外界擾動(dòng)擾動(dòng)較明顯，但主流流動(dòng)仍是穩(wěn)定的層流；而后隨