粘性耗散
流体流动中机械能转为热能的现象
粘性耗散是流体流动过程中由粘性摩擦力导致机械能不可逆转换为热能的现象。
物理机制
。该能量转化过程导致流体温度升高,进而改变粘度等物性参数,形成温度-粘度-流动特性的耦合反馈机制。
微尺度效应
在微注塑成形领域,当流道当量直径从4mm降至1mm时,粘性耗散效应强度提升约5倍。ABS熔体在500μm流道内流动时,微尺度粘度模型与传统Cross-WLF模型压力降差值达5.5MPa。3D打印喷管半径减小至0.25mm时,熔体温升达19.82K,较常规尺寸环境耗散作用增强3.2倍。
流动特性影响
高粘性耗散会降低流动阻力,在200μm流道中形成31.6MPa的压降差值。壁面滑移条件(滑移系数k=300000)可使出口温度下降3.47K,证明摩擦阻力调控可改变耗散强度。多孔介质强迫对流传热中,耗散贡献率可达总传热量的15%-30%。
研究方法
采用双尺度数值模拟方法,结合微区热成像技术(精度±0.5K)和红外测温仪(响应时间1ms)进行验证。通过建立瞬态传热模型,发现恒定传热系数(hc=25kW/m2·K)会低估实际温升幅度。高频次实验手段在19.6-50μm微管测量中,获得摩擦因子与耗散量的量化关联曲线。
最新修订时间:2025-12-01 16:39
目录
概述
物理机制
微尺度效应
参考资料