密度分层液膜沿线性加热斜面流动稳定性

《密度分层液膜沿线性加热斜面流动稳定性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、AppliedPhysics应用物理,2012,2,7-13doi:10.4236/app.2012.21002PublishedOnlineJanuary2012(http://www.hanspub.org/journal/app)TheStabilityofDensityStratifiedLiquidFilmFlowingDown*aLinearHeatedInclinedPlateXiaochaoFanCollegeofElectricalEngineering,XinjiangUniversity,U

2、rumqiEmail:fxc0102@126.comReceived:Nov.21st,2011;revised:Dec.20th,2011;accepted:Dec.22th,2011.Abstract:TheflowandheattransferinstratifiedliquidfilmfallingdownalinearheatedinclinedplatearedescribedbytheN-Sequations,andthecorrespondingmathematicalmodelsareestab

3、lished.Thenthegoverningequationsandtheirboundaryconditionsofthesmallperturbationarederived.Theequationsaresolvedbytheperturbationmethod,andthentheexpressionofdispersionrelationisobtainedandanalyzed.Atlasttheeffectsofdifferentfactorsonthestabilityofthefilmared

4、iscussedusingnumericalsimulation.Thestratificationeffectisnotobvious,theliquidflowisstable.Andtheliquidfilmflowisinstabilitybecauseoflinearheating.Keywords:DensityStratifiedLiquidFilm;LinearHeatedPlate;PerturbationMethod;FlewandHeat;StabilityAnalysis*密度分层液膜沿线

5、性加热斜面流动稳定性樊小朝新疆大学电气工程学院，乌鲁木齐Email:fxc0102@126.com收稿日期：2011年11月21日；修回日期：2011年12月20日；录用日期：2011年12月22日摘要：由N-S方程及合理的边界条件对沿线性加热斜面下降的密度分层液膜流动和传热问题进行描述，建立数学模型。进一步推导出液膜中小扰动满足的控制方程和边界条件。用摄动法进行求解，得到色散关系的表达式，并对其进行分析。数值模拟不同因素对液膜稳定性的影响，得到分层效应不明显液膜流动越稳定，线性加热对液膜流动起失稳作用。关键词：

6、密度分层液膜；线性加热平板；摄动法；流动传热；稳定性分析1.引言力，因而在化工、核能、动力、制冷等领域得到广泛的应用，如蒸汽透平叶片、航空发动机和微电子芯片薄液膜流动是工程热物理及流体力学等领域具等元件的冷却，都存在着线性或非线性流动换热，在有重要研究意义的课题。自由下降液膜以其具有小流一些传热设备的设计上，比如电厂中换热器、蒸发器、量、小温差、高换热系数、高热流密度、结构简单、[4-6]冷凝器和热管也有重要作用。动力消耗小等独特优点而成为一项高效传热传质技分层流是指密度(不可压缩流体)或熵(可压缩流术。与波状液

7、膜沿倾斜平板流动有关的问题的研究十[7,8]体)等非均匀的流体运动。在现实情况中，液体液[1-3]分活跃。薄液膜的贴壁流动具有很强的热交换能膜不一定都是密度均匀的，也可能存在两层或多层流*基金项目：国家自然科学基金资助项目(51106132)：分层液膜沿非均匀受热斜面流动传热特性分析。体平行流动的情况，所以对于密度分层液膜的流动传Copyright©2012Hanspub7密度分层液膜沿线性加热斜面流动稳定性y热稳定性研究也同样具有重要的实际意义。[9,10]关于分层薄膜流动及其稳定性的研究，KaogT0对沿平板

8、下落的两层液膜进行了线性稳定性分析，[11]ρ(y)Weinstein和Kurz对沿平板下落的三层液膜进行了0[12][13]长波不稳定性研究，Loewenherz和Chen分别研d究了在小雷诺数情况下分层液膜流动的表面不稳定T1[14]βx性和表面波的形成。李欣从分层流理论出发，建立了带有粘性项的一般密度分层液膜小振幅内波和非Figure1.Diagramofstrat