管道湍流摩擦阻力研究成就与启示

对管道流动阻力的准确预测是包括水利工程在内诸多工业过程设计和运行控制中基本但关键的要求之一。文中以管道湍流摩擦因子为主要对象,详尽梳理了雷诺相似准则与勃拉修斯公式、普朗特混合长度假设与普朗特-冯·卡门-尼古拉斯公式以及科尔布鲁克公式的发现历程,强调了物理思想创新的引领和指导作用。文中特别就科尔布鲁克公式自身的经验本质展开了讨论,以便正确使用和诠释其预测结果。此外,我们简要介绍了在该领域中国的贡献,从外国人在华的工作、华人在国外的工作到中国人在国内的工作,某种意义上反映了现代科学在国内的传播和发展历程,昭示着中国科学的光明前景。

喷雾冷却孤立液膜速度特性实验研究

液膜流动是喷雾冷却复杂热量传递过程的直接载体,因此,液膜动力学特性研究对理解喷雾冷却的传热机理至关重要。但由于雾化液滴与具有高湍流度薄液膜之间存在的强烈相互作用和扰动,研究者们对液膜在表面的演化过程知之甚少。本文研究了不同热流和压力下两相区HFE-7000在光滑表面液膜分布、流动速度和当量直径等特性。测量了不同工质在不同喷射压力下雾化液滴速度空间分布,并提出了经验预测关联式。测量了孤立液膜流动速度及其当量直径,同时求解了孤立液膜韦伯数分布及其平均值。最终,基于雾化液滴径向速度与孤立液膜速度的有机联系,结合表面温度梯度等条件,提出了孤立液膜平均速度和平均韦伯数的预测方法,相应的预测极限分别小于21.52%和24.3%.