辐射热增益下全浮区液桥稳态热毛细对流研究

摘要

通过环向加热营造辐射热增益加热条件，采用PIV粒子图像测速法研究升温速率和高径比对全浮区液桥稳态热毛细对流流场时空演化、横/纵向速度的影响规律。研究结果表明，当上/下半浮区理查森数差值的绝对值|ΔRi|增大时，上半浮区胞元流对下半浮区胞元流侵占加剧，导致下半浮区胞元流被抑制于近自由界面附近；随着升温速率的提高，由于上半浮区体回流作用显著，流动方向与辐射换热引发的流体导热方向相反。加之界面流流动换热增强，体回流携带的冷流体迅速补充至自由界面，导致上半浮区温差逐渐增加。此外，液桥高径比的增加能够促使液桥上半浮区胞元流涡核上移，提升下半浮区温差，促进下半浮区胞元流发展，提升下半浮区界面流速度。

关键词

热毛细对流 / 全浮区液桥 / 辐射热增益 / 稳态流

基金资助

国家自然科学基金项目(51906163); 辽宁省科学技术计划面上项目(2021-MS-270); 辽宁省教育厅高等学校基本科研业务项目(LJ242411632102); 辽宁省科技计划联合计划(基金)应用基础研究项目(2023JH2/101700256)