方腔中非牛顿流体流动特性及单气泡传质的实验研究的任务书.docx

方腔中非牛顿流体流动特性及单气泡传质的实验研究的任务书
任务书
一、研究背景和意义
在现代化生产过程中，通过对流体动力学的研究，我们可以获得很多科学数据，为各大制造企业提供科学决策。方腔以其几何简单、特殊流场等优点，被广泛应用于固体颗粒的流动、泡沫液的流动、高粘度液体的流动等领域中。
方腔中流体的流动特性尤其值得研究。非牛顿流体是指体现流变性质的流体，这类流体不符合牛顿斯基定律，其流变性质往往与扰动、剪切速率有关。因此，非牛顿流体研究可深挖在工程和科学领域的潜在价值。
单气泡传质则是近年来研究集中的热点之一。常见于化工、食品等生产过程中的气液传质现象，单气泡传质研究一方面可以优化生产过程，提高生产效率，另一方面也可以提高对流体传质规律的认识，为新产品的开发与创新提供较准确的理论依据。
因此，本研究旨在探究方腔中非牛顿流体的流动特性及单气泡传质现象，为行业提供相关理论依据。
二、研究目标
本研究的目标在于探究方腔内非牛顿流体的流动特性，特别是通过快速变动的气泡运动，产生的相对运动及其在单气泡传质中的作用，并检测流动状态下非牛顿流体的性质特点及气泡移动的规律。
三、研究内容
（1）确定研究对象，选择特定实验模型；
（2）确定方腔模型，设计实验装置；
（3）制备非牛顿流体，进行流变学性质测试；
（4）在实验装置中进行非牛顿流体流动实验；
（5）通过不同气泡运动情况，分析其对非牛顿流体的影响；
（6）测试实验结果，分析数据，得出结论。
四、研究意义
（1）可以了解非牛顿流体在特殊的流动条件下的流动特性及气泡对其影响；
（2）可以为化工行业、冶金行业、制药行业等相关领域提供基础数据和理论依据，为工业技术革新和优化提供参考；
（3）有助于对气液传质过程的理解及优化，有可能为提高传输速率和效率提供参考和指导。
五、研究计划
目前，我们已经开展相关实验室准备工作，并计划在三个月内完成实验计划。
第一阶段（1个月）：准备实验，包括制备非牛顿流体、确定实验装置、确定实验参数等。
第二阶段（1个月）：进行实验，获取流量、压力、氢离子浓度等相关数据，并进行实验数据的记录与分析。
第三阶段（1个月）：根据实验数据，得到流体运动规律及非牛顿流体流动与传递规律情况下气泡单独传输的变化规律，撰写实验报告并分析得出结论。
六、预计成果
（1）得出关于方腔中非牛顿流体流动的特性及其不同气泡运动对其影响的实验数据，为相关领域的工程开发和科学研究提供依据；
（2）可以全面了解单气泡传质现象的本质及其机理，并为气液相传质研究提供基础；
（3）完成实验报告，对研究结果进行归纳总结，得出研究结论并提出实践意义。
七、参考文献
1.冯奥明,张舜民,董励志.非牛顿流体在方形管中的流动特性.工程热物理学报,1995,16(5):604–607.
2.杜立中,齐其海,王晓凤.气泡在弹性液体中的运动特性模拟.工程数学学报,2006,23(4):465–471.
3.杨世勇.方腔中非牛顿流体流动及其控制方法.压电与声光,2013,35(4):95–99.
4.王新,刘庆辉,吴海燕,etal.方腔内非牛顿流体结构的研究.物理技术学报,2010,46(4):457–462.
5.王友昌,张林,吴阳春,etal.高浓度气囊床气泡中药的传质特性实验研究.中国中药杂志,2012,37(14):2207–2211.