微通道內(nèi)納米流體強制對流換熱的數(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)，在強化傳熱領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景。國內(nèi)外許多學(xué)者對納米流體流動與強化換熱機理進(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，針對二維和三維微通道內(nèi)Al2O3-水納米流體強制對流換熱進(jìn)行數(shù)值模擬研究。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　?。?）對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-水納米流體的強制對流換熱進(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)對納米流體強制對流換熱的影響。通過研究發(fā)現(xiàn)，在Re數(shù)和納米顆粒體積分?jǐn)?shù)φ一定時，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)的強制對流換熱強。在Re數(shù)一定時，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。在納米粒子體積分?jǐn)?shù)φ一定時，Re數(shù)較小，微通道內(nèi)的換熱以熱擴散為主，納米流體強制對流的換熱能力也弱。隨著Re數(shù)的增加，熱對流逐漸占主導(dǎo)地位，納米流體的換熱

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

4、著粒子球形度ψ的增加，Re數(shù)對 Al2O3-水納米流體換熱性能的影響也開始減弱。
　?。?）在管道壁面維持恒定熱流的條件下，對三維圓形微通道內(nèi)Al2O3-水納米流體的強制對流換熱進(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)對三維微通道納米流體強制對流換熱的影響。通過研究發(fā)現(xiàn)，在納米粒子體積分?jǐn)?shù)φ和粒子粒徑dnp一定時，Re數(shù)越大，三維微通道內(nèi)納米流體換熱越強。在Re數(shù)和粒子粒徑dnp一定時，隨著納米粒子體積分?jǐn)?shù)的