大多数化学工业、食品工业和生物化学工业中的许多流体都是粘弹性的，属于非牛顿流体，它们或者在制备过程中，或者在应用过程中都要进行热量交换。由于非牛顿流体的独特性质以及其在工业生产中的广泛应用，多年来，各国科研工作者对非牛顿流体从许多方面进行了深入的研究。但同时又由于其性质独特，人们往往根据经验近似计算处理非牛顿流体的传质和传热问题，而且对于非牛顿流体的研究，局限在理想流体，而不是实际流体，导致计算结果与生产实际相差较大，使换热器设计成本过高或者设计不合理，从而给生产造成巨大损失。例如，在生物反应过程中，常伴有放热现象，若不及时移走，反应热将会使发酵介质温度升高，造成微生物失活而影响生产。所以，研究实际的非牛顿流体的传热就非常必要了。 玉米粉是食品、燃料生产中经常用到的原料，它的流变学性质、流体力学性质和传热性质对于其加工工艺过程有很重要的影响。对于这方面的研究和定量的描述还没有见到。我们研究玉米醪传热的目的就是希望获得其流变性、对流传热系数和建立传热模型，为研究实际非牛顿流体的传热理论，以及解决生产实际中的非牛顿流体传热问题寻求方法。 另外，由于非牛顿流体本身的特点，其传热膜系数不高，而一般流体在环隙中的传热系数很高，故本课题针对非牛顿流体在环隙中的传热进行研究，希望能为生产中使用环隙换热器提供理论的依据。 本实验以玉米醪这种非牛顿流体为研究对象，先研究了其流动行为指数n和稠度系数K随浓度、温度的变化关系。称量好20目过筛后的玉米粉，将其配成一定浓度，然后将物料在恒温水浴中加热至100℃并不断搅拌。70分钟后，物料处理完毕。然后将物料用NDJ-79型粘度计在不同温度下进行测量，结果发现物料在较低浓度下，就已经表现出了良好的假塑性行为，并符合幂律模型。其流动行为指数n只随浓度的变大而变小，不随温度变化而变化。物料的稠度系数K则随浓度的变大而变大，随温度的升高而变 摘 要小。流动行为指数n随浓度变化的关系式为： n－09745e“‘””山稠度系数K随浓度的变化（以30℃为例），符合下式： K二51998C‘＊”’（2）相关系数为：0．991。稠度系数K与温度的变化（以浓度为1，5％为例），符合下述关系式： K＝003的厂’“‘”（针相关系数为：0．999。 论文根据奈维一斯托克斯方程的连续性方程和运动方程，对幂律假塑性流体在水平环隙中的层流流动有关公式进行了推导，最终速度分布归结到下式： e，－－IAP：r r“： ldu＝（nry）” l（r、L！！｝AI）”dr （） 山”二K 二Ji ）。 tt－IAP r r r“： L du二（7丁）灯（r l！！131）n dr（5） 山”zx z”七／ 采用勒让德一高斯积分法计算上面两个方程可以得到了物料在不同环管内、不同压降下速度分布的数值解，结果发现物料在环隙中的流速随管径的变化基本符合如下形式： u＝A·r’＋B·r＋C（6）还可以计算出了其平均流速与压降之间的关联式以及阻力摩擦系数与广义雷诺系数之间的关联式（以浓度为1．5％的物料在一号环隙中的流动为例）： u。＝0刀005 IZ2一 0刀445 （7 dzd月关系数为：0．994。 f－2492Re““‘’你相关系数为：0．998。 经过比较，发现在三套环隙中，同样浓度、同样雷诺数下，环隙间隙越小，则压降越大，阻力摩擦系数越大。 J ＼ 摘 要 本实验还对玉米醒在水平环隙中的传热进行了研究。得到了不同流体在不同流速、不同环隙中的平均传热膜系数，以及Colburn j因子与雷诺准数的关系式（以一号环隙为例）： j＝48．338Re。－””’”（9）相关系数为：0．962。 经过比较，在同等雷诺准数下或在同等功率损耗条件下，环隙间隙越小，物料的传热膜系数越大。由此可以证明，同等条件下，环隙的传热效率要比圆管的传热效率高。