应用粒子图像测试技术测量球床多孔介质单相流动的流场?

• 作者: 张兵 武文斐 潘刚 王景甫 贾宇鹏 郑坤灿 龚志军
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 粒子图像测试技术 折射率匹配 流场测量 多孔介质
• 年，卷（期）: 2016,（10）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:结构、力学和热学性质
• 页码范围: 296-303
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.65.106701

摘要

多孔介质在生产生活以及科技发展中的应用十分广泛,随着能源、化工、冶金和原子能等领域技术的发展,以及近代工农业生产技术的进步,大量多孔介质的传热传质问题逐渐出现,进一步促进了多孔介质学科的形成和发展,使其成为当今科学技术中令人瞩目的研究热点之一.通过实验获得准确的实验图像和数据,并使用相应软件对实验所得数据和流体流动图像进行深度分析,这样既有真实可靠的实际数据,又有直观的理论的支持,使对多孔介质的研究更为完善.实验结合粒子图像测试技术和折射率匹配技术对叉排排列玻璃球多孔介质填充床内的流体流动转变过程进行流场测试,并提取数据,采用Tecplot软件对提取数据进行处理,得出流体流动机理的转变过程.实验固相为由直径25 mm水晶玻璃球叉排堆积而成的填充床,液相为65%苯甲醇和35%无水乙醇配制的匹配液.液相与固相的折射率都为1.477,成功消除由于折射率不匹配引起的激光光线偏折.实验得到雷诺数为4.7≤Re≤1000时球床内流场图,对比不同雷诺数时流场和流线变化得出：随着雷诺数的增加,流线变得越来越紊乱；当雷诺数在220以上时,球床内漩涡在尺寸变化上出现突跃,在位置和形态变化表现出随机特征,预示进入了稳定的湍流.