基于模型反演法的非等温晃荡中传热与传质实验分析

部分充液容器内非等温液体晃荡可显著增强液体与顶部气体之间的传热与传质。这会导致大幅温度与压力波动，在航天器中产生推力振荡，并给热管理控制系统带来挑战。本工作对经历晃荡诱导热去层化的圆柱储层的热力学演化进行了实验表征。我们采用0维基于模型的反演方法，由液体与顶部气体中的温度及压力测量值反演平面与旋流晃荡条件下的传热与传质系数。实验在冯·卡门研究所的SHAKESPEARE振动台上进行，使用一带中央80 mm直径圆柱镂空的长方体石英池，以低温替代流体HFE-720充至60 mm高度。初始条件设为顶部气体与液体间25 K温差的热分层。旋流条件下记录到顶部气体90%的压降。尽管模型简单，一旦导出合适的传递系数，其即可预测系统的热力学演化。