| 题名 | 微通道内纳米流体强制对流换热的数值研究 |
| 作者 | 白国君 |
| 答辩日期 | 2016 |
| 导师 | 王刚 |
| 关键词 | 纳米流体 强制对流 微通道 数值模拟 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 纳米流体作为一种新型的高传热性能的能量输送工质,在强化传热领域具有十分广阔的应用前景。国内外许多学者对纳米流体流动与强化换热机理进行了许多研究,获得了大量的研究成果。本文主要在稳态边界条件下,针对二维和三维微通道内Al2O3-水纳米流体强制对流换热进行数值模拟研究。本文的主要研究内容和结果如下:（1）对中间段为加热段维持恒定的温度、入口段和出口段为绝热段的二维微通道中Al2O3-水纳米流体的强制对流换热进行了数值研究。主要研究纳米流体的变热物性参数和定热物性参数、纳米粒子体积分数φ和Re数对纳米流体强制对流换热的影响。通过研究发现,在Re数和纳米颗粒体积分数φ一定时,变热物性参数纳米流体,比定热物性参数纳米流体在微通道内的强制对流换热强。在Re数一定时,随着纳米粒子体积分数φ的增加,纳米流体换热性能增强。在纳米粒子体积分数φ一定时,Re数较小,微通道内的换热以热扩散为主,纳米流体强制对流的换热能力也弱。随着Re数的增加,热对流逐渐占主导地位,纳米流体的换热能力也随之增加。（2）对具有不同纳米粒子球形度ψ的Al2O3-水纳米流体在二维微通道中强制对流换热进行了数值模拟,主要研究纳米粒子球形度对Al2O3-水纳米流体在二维微通道内强制对流换热的影响。通过研究发现,在Re数、纳米粒子体积分数φ一定时,随着粒子球形度的减小,Al2O3-水纳米流体的换热增强。在Re数一定时,随着粒子球形度ψ的增加,体积分数对Al2O3-水纳米流体换热性能的影响也越来越小。在纳米粒子体积分数φ一定时,随着粒子球形度ψ的增加,Re数对Al2O3-水纳米流体换热性能的影响也开始减弱。（3）在管道壁面维持恒定热流的条件下,对三维圆形微通道内Al2O3-水纳米流体的强制对流换热进行了数值研究。主要研究纳米颗粒粒径、纳米粒子体积分数和Re数对三维微通道纳米流体强制对流换热的影响。通过研究发现,在纳米粒子体积分数φ和粒子粒径dnp一定时,Re数越大,三维微通道内纳米流体换热越强。在Re数和粒子粒径dnp一定时,随着纳米粒子体积分数的增加,纳米流体在三维微通道中的强制对流换热性能也随之增强。在纳米粒子体积分数φ和Re数一定时,粒子粒径越小,越有利于微通道中纳米流体强制对流的换热。通过分析粒子粒径dnp和纳米粒子体积分数φ的综合作用发现,随着粒子粒径的增加,纳米粒子体积分数对换热性能的影响也越来越小。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 69 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/91709]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 白国君. 微通道内纳米流体强制对流换热的数值研究[D]. 2016. |
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