《表2 各初始浮力比下的速度值》

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《初始浮力比对多组分液体分层失稳的影响》

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单位:×103m·s-1

图14所示为Rρ=1.68时温度随时间变化曲线和温度变化速率曲线，从图中可以看出，随着实验加热的进行，CH[1]～CH[7]温度变化速率呈现相似的变化趋势，在422s附近同时到达峰值（图14中红色虚线包围部分），表明容器中各液层内部的温度变化趋势一致。各液层内部边界层处的上升热流在液层顶部受阻后向液层中间流动，与液层中心区域的补偿流形成对流循环，在其作用下温度呈现由上至下降低规律。且当实验进行到6124s时，各测温点温度为:CH[7]=68.7℃、CH[6]=71.7℃、CH[5]=73.0℃、CH[4]=73.6℃、CH[3]=77.8℃、CH[2]=83.2℃、CH[1]=89.1℃，上层溶液的温度均高于下层溶液温度。由于实验初始时上层溶液浓度低于下层溶液，所以可以判定，此时上层溶液密度低于下层溶液，分层系统未发生失稳现象。质量分数差分别为0.4%、0.6%和0.8%时，临界初始浮力比分别为Rρc=1.39、Rρc=1.26和Rρc=1.23。将Rρc拟合出一条曲线，如图15中红色曲线，通过实验发现，在红线下方区域的初始浮力比（黑色圆点）下进行实验，分层系统均发生失稳现象；而在红线上方区域的初始浮力比（蓝色三角点）下进行实验，分层系统均保持稳定。