Al2O3-H2O納米流體熱物性建模及在扁管內(nèi)的流動傳熱特性研究.pdf

1、強(qiáng)化傳熱技術(shù)是提高換熱系統(tǒng)換熱效率和減小換熱設(shè)備體積及成本的關(guān)鍵技術(shù)，而強(qiáng)化傳熱的關(guān)鍵技術(shù)之一是高換熱性能的換熱工質(zhì)。隨著納米技術(shù)的快速發(fā)展，納米流體代替?zhèn)鹘y(tǒng)的換熱工質(zhì)已經(jīng)成為強(qiáng)化傳熱技術(shù)發(fā)展的重要方向，但是目前對于納米流體的熱物性以及流動傳熱特性的研究還有待進(jìn)一步完善。因此，本文以Al2O3-H2O納米流體作為研究對象，對其熱物性以及在扁管內(nèi)的流動傳熱特性進(jìn)行研究，這對研制高效緊湊的換熱設(shè)備具有重要的意義。本文主要研究工作如下：

2、>　　1.納米流體熱導(dǎo)率理論建模研究。首先統(tǒng)計了 Al2O3-H2O納米流體熱導(dǎo)率的實驗數(shù)據(jù)，并分析了影響 Al2O3-H2O納米流體熱導(dǎo)率的因素；其次基于實驗數(shù)據(jù)對現(xiàn)有Al2O3-H2O納米流體熱導(dǎo)率模型進(jìn)行了對比分析，并分析了現(xiàn)有模型的不足；最后采用多元線性回歸分析的方法及白金漢π定理建立了Al2O3-H2O納米流體熱導(dǎo)率的預(yù)測模型，并與實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)有模型進(jìn)行了對比分析，結(jié)果表明，本文建立的Al2O3-H2O納米流體熱導(dǎo)率模型適用范

3、圍廣、預(yù)測精度高。
　　2.納米流體粘度理論建模研究。首先統(tǒng)計了Al2O3-H2O納米流體粘度的實驗數(shù)據(jù)，并分析了影響Al2O3-H2O納米流體粘度的因素；其次基于實驗數(shù)據(jù)對現(xiàn)有Al2O3-H2O納米流體粘度模型進(jìn)行了對比分析，并分析了現(xiàn)有模型的不足；最后采用多元線性回歸分析的方法建立了Al2O3-H2O納米流體粘度的預(yù)測模型，并與實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)有模型進(jìn)行了對比分析，結(jié)果表明，本文建立的Al2O3-H2O納米流體粘度模型適用范圍廣、

4、預(yù)測精度高。
　　3.納米流體在扁管內(nèi)的流動傳熱特性研究。采用單相流模型通過數(shù)值模擬的方法研究了在層流流動狀態(tài)下，Al2O3-H2O納米流體在扁管內(nèi)的流動傳熱特性。分析了納米顆粒體積分?jǐn)?shù)、顆粒粒徑、入口速度及流體溫度對Al2O3-H2O納米流體流動傳熱特性的影響，并采用熵產(chǎn)和 PEC評估了 Al2O3-H2O納米流體的整體性能。研究結(jié)果表明，Al2O3-H2O納米流體的對流換熱系數(shù)和壓降都明顯高于基液，但其整體性能低于基液，并且都