Mass transfer behavior on sinusoidal wavy walls at different Reynolds numbers
Mass transfer behavior on sinusoidal wavy walls at different Reynolds numbers
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不同雷诺数下正弦波壁上的传质行为
DOI：
10.1016/j.icheatmasstransfer.2019.104383
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发表时间：
2020
影响因子：
7
通讯作者：
Nagasaki Takuma
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fujisawa Nobuyuki;Yamagata Takayuki;Nagasaki Takuma
通过实验和数值模拟研究了正弦波形壁面相对于光滑壁面的传质特性，考察了高波比和雷诺数对传质特性的影响。在雷诺数为3 × 10 ~ 4 ~ 2 × 10 ~ 5范围内，用石膏溶解法对高波长比小于0.1的正弦波形壁面进行了传质测量。实验结果表明，传质增长率随高波长比的增大而增大，随雷诺数的增大而减小。传质增加的峰值出现在槽的背风面，与高波长比无关，而峰值位置则随高波长比和雷诺数的变化而变化。采用低雷诺数k-ε模型进行的数值模拟很好地再现了传质增长率的实验结果。结果表明，正弦波形壁强化了传质，但随着雷诺数的增加，传质系数降低，这是由于波形壁面上的局部回流区和湍流度减小所致。
The mass transfer behavior on sinusoidal wavy walls with respect to the smooth wall are studied both experimentally and numerically, and the influences of the height to wavelength ratio and Reynolds number are investigated. The mass transfer measurements are conducted by the plaster dissolution method on sinusoidal wavy walls of the height to wavelength ratios smaller than 0.1 at Reynolds numbers ranging from 3 × 104to 2 × 105. The experimental results indicate that the mass transfer increase rate grows with the increase of the height to wavelength ratio, while it decreases with the increase of the Reynolds number. The peak mass transfer increase was observed on the leeward of the trough irrespective of the height to wavelength ratio, while the peak position changes with the height to wavelength ratio and Reynolds number. These experimental results of mass transfer increase rate were well reproduced by the numerical simulations using the low-Reynolds numberk-εmodel. The results show the mechanisms of the mass transfer increase by sinusoidal wavy walls, and it decreases with increasing Reynolds numbers, which are caused by the reduction of the local recirculation region and turbulence over the wavy walls.
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Saimir A. Lolja