分层液膜沿非均匀受热斜面流动传热特性分析

本课题研究的基于流体力学及传热学的分层液膜，作为一种高效传热传质技术，蕴涵及其丰富的动力学行为，其中交界面稳定性、自由表面波及内波等非线性现象一直是流体力学工作者研究的热点。本课题利用Navier-Stokes方程及合理的边界条件对沿非均匀加热斜面分层液膜流动传热问题进行描述，建立数学模型,基于长波理论推导液膜中小扰动满足的控制方程和边界条件。基于流函数，用摄动法进行展开求解，得到Orr-Sommerfeld方程，最后利用数学软件编程数值模拟求解，结果分析不同因素对液膜流动传热稳定性的影响。研究分层液膜非线性内波，基于边界层理论及Long方程，化简推导，用摄动法求解，导出非线性内波的演化方程，编程数值求解得到行波解。作为特例，对低温饱和液氮液氧液氢等液膜测量物性，搭建试验台研究流动传热稳定性，为实现液膜高效传热传质应用提供理论和试验基础。