微通道內(nèi)納米流體強(qiáng)制對(duì)流換熱的數(shù)值研究.pdf

1、納米流體作為一種新型的高傳熱性能的能量輸送工質(zhì)，在強(qiáng)化傳熱領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)納米流體流動(dòng)與強(qiáng)化換熱機(jī)理進(jìn)行了許多研究，獲得了大量的研究成果。本文主要在穩(wěn)態(tài)邊界條件下，針對(duì)二維和三維微通道內(nèi)Al2O3-水納米流體強(qiáng)制對(duì)流換熱進(jìn)行數(shù)值模擬研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　　（1）對(duì)中間段為加熱段維持恒定的溫度、入口段和出口段為絕熱段的二維微通道中Al2O3-水納米流體的強(qiáng)制對(duì)流換熱進(jìn)行了數(shù)值研究。主要研

2、究納米流體的變熱物性參數(shù)和定熱物性參數(shù)、納米粒子體積分?jǐn)?shù)φ和Re數(shù)對(duì)納米流體強(qiáng)制對(duì)流換熱的影響。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在Re數(shù)和納米顆粒體積分?jǐn)?shù)φ一定時(shí)，變熱物性參數(shù)納米流體，比定熱物性參數(shù)納米流體在微通道內(nèi)的強(qiáng)制對(duì)流換熱強(qiáng)。在Re數(shù)一定時(shí)，隨著納米粒子體積分?jǐn)?shù)φ的增加，納米流體換熱性能增強(qiáng)。在納米粒子體積分?jǐn)?shù)φ一定時(shí)，Re數(shù)較小，微通道內(nèi)的換熱以熱擴(kuò)散為主，納米流體強(qiáng)制對(duì)流的換熱能力也弱。隨著Re數(shù)的增加，熱對(duì)流逐漸占主導(dǎo)地位，納米流體的換熱

3、能力也隨之增加。
　?。?）對(duì)具有不同納米粒子球形度ψ的Al2O3-水納米流體在二維微通道中強(qiáng)制對(duì)流換熱進(jìn)行了數(shù)值模擬，主要研究納米粒子球形度對(duì)Al2O3-水納米流體在二維微通道內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流換熱的影響。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在Re數(shù)、納米粒子體積分?jǐn)?shù)φ一定時(shí)，隨著粒子球形度的減小，Al2O3-水納米流體的換熱增強(qiáng)。在Re數(shù)一定時(shí)，隨著粒子球形度ψ的增加，體積分?jǐn)?shù)對(duì)Al2O3-水納米流體換熱性能的影響也越來(lái)越小。在納米粒子體積分?jǐn)?shù)φ一定時(shí)，隨

4、著粒子球形度ψ的增加，Re數(shù)對(duì) Al2O3-水納米流體換熱性能的影響也開(kāi)始減弱。
　?。?）在管道壁面維持恒定熱流的條件下，對(duì)三維圓形微通道內(nèi)Al2O3-水納米流體的強(qiáng)制對(duì)流換熱進(jìn)行了數(shù)值研究。主要研究納米顆粒粒徑、納米粒子體積分?jǐn)?shù)和Re數(shù)對(duì)三維微通道納米流體強(qiáng)制對(duì)流換熱的影響。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在納米粒子體積分?jǐn)?shù)φ和粒子粒徑dnp一定時(shí)，Re數(shù)越大，三維微通道內(nèi)納米流體換熱越強(qiáng)。在Re數(shù)和粒子粒徑dnp一定時(shí)，隨著納米粒子體積分?jǐn)?shù)的