探索汽液固三相流动沸腾传热系统的非线性预测研究

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1、鹫天洋夫薯硕士学位论文^-．一嘎R-爿曩强■强■n10学科专业：化学工程作者姓名：薛娟萍指导教师：刘明言副教授'-'r-．'-：13-+-等ZⅡ索硅R壹州小、。72005年1月摘要近年来，确定性混沌分析开始应用于研究流动沸腾传热系统，但是，已有研究多限于对系统非线性混沌特性的分析等。本文将运用混沌预测法对汽液两相和汽液固三相流动沸腾蒸发系统的传热系数时间序列进行混沌预测，以期为系统的操作和控制提供指导。运用自行建立的一套流动沸腾传热装置及微机自动测试系统，通过实验测得的壁温、液温和冷凝量，间接得到反映系统流动和传热演化信息的传热系

2、数时间序列，将传统分析方法与确定性混沌分析方法相结合对流动沸腾蒸发系统的传热系数时间序列进行混沌分析，并运用混沌预测法对时间序列进行预测。结果表明：在本实验操作条件下，汽液两相和汽液固三相流动沸腾传热系统具有混沌特性；汽液两相流动沸腾传热系统的混沌预测值和实验值在严格时间轨道上基本吻合，同时，预测和实验时间序列的宏观流动和传热特性基本一致；汽液固三相流动沸腾传热系统的混沌预测值和实验值在严格时间轨道上不完全吻合，但是，从反映系统流体动力学特性和传热特性的宏观角度分析表明，结果令人满意；对比两相和三相系统的混沌预测结果可以看出，混沌

3、预测法对两相预测的准确性要高于对三相的预测，这也反映了三相系统比两相系统具有更为复杂的流体动力学特性和传热特性；不同的流动状况、不同的固体颗粒含率下和不同的轴向位置，预测的准确性有所不同；在各种分析方法中，吸引子相图更能直观地体现预测的准确性。但是，预测时间序列的各参量值均稍小于或低于相对应的实验时间序列的参量值，有待进一步完善。关键词：汽液固三相；流动沸腾；确定性混沌；时间序列；预测；混沌预测；非线性ABSTRACTRecently,deterministicchaostheoryisappliedtoinvestigateth

4、esystemofflowboiling．However，theworkislimitedintherevelationofnonlinearcharacteristicsofthesystem．Inthispaper，thetimeseriesofheattransfercoefficientsinevaporationsystemwithvapor-liquidandvapor-liquid-solidflowwasforecastedbythechaoticmethod，SOastoprovidesomefoundation

5、sfortheoperationandcontrolofsuchinstallationsystems．Theapparatusandparameterautomaticmeasuringsystemofvapor-liquid-solidflowboilingwasestablished．Thetimeseriesofheattransfertoe施cient．whichCallreflecttheevolutioninformationofflowandheattransferofsystem，willbecalculated

6、bymeasuredwalltemperature，fluidtemperatureandheatflux．Themethodsofdeterministicchaoticanalysisandtraditionalanalysisareusedtoanalyzethedataandthemethodofchaoticpredictionisappliedtoforecastthesetimeseries．Theinvestigationresultsshowthatvapor-liquidandvapor-liquid-soli

7、dflowboilingsystemsexhibitchaoticbehavioroncertainoperatingconditions．Thepredictedvaluesofthetwo-phasesystemareconsistantwiththeexperimentalvaluesbothinviewofthetimetrajectoryandinviewofmacroscopicorgeneralcharacters．Thepredictedvaluesofthree—phasesystemareconsistentw

8、iththeexperimentalvaluesinviewOfmacroscopicorgeneralcharactersbutnotcompletelyinviewofthetimetrajectory．Theforecastingaccura