1、本文通過(guò)采用可視化實(shí)驗(yàn)觀察與數(shù)據(jù)采集相結(jié)合的方法研究了密度鎖內(nèi)流體的分層特性。結(jié)果表明：在密度鎖內(nèi)工質(zhì)可以分為三個(gè)區(qū)域——混合層、過(guò)渡層、導(dǎo)熱層。過(guò)渡層內(nèi)存在較大的溫度階躍，溫度階躍的存在對(duì)阻隔混合層內(nèi)的擾動(dòng)以及減少熱量傳遞都有顯著的作用。 通過(guò)對(duì)不同管徑、不同管形的單管在不同擾動(dòng)、不同溫差條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出實(shí)驗(yàn)管段的管徑、管形以及擾動(dòng)對(duì)流體分層穩(wěn)定性有顯著影響。管徑越小，密度鎖上方產(chǎn)生的慣性力越小，因此溫度分界面也就越穩(wěn)定。

2、同時(shí)，與圓管相比，方形實(shí)驗(yàn)管段在四個(gè)拐角的位置存在流動(dòng)滯留區(qū)，阻滯溫度分界面的旋轉(zhuǎn)，從而更有利于分界面的穩(wěn)定。 在實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)合理的簡(jiǎn)化假設(shè)，利用等截面直肋模型來(lái)計(jì)算密度鎖內(nèi)的穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)及溫度交界面位置。其計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值吻合地較好，并證實(shí)了由于界面波的存在使得通過(guò)溫度交界面向下水箱內(nèi)所傳遞的熱量要比通過(guò)導(dǎo)熱的方式所傳遞的熱量還要少一些。 此外，我們?cè)趫A形實(shí)驗(yàn)管段的下半部安裝一段擋板，使實(shí)驗(yàn)管的流通面積減半，并對(duì)