纳米流体对流和沸腾换热特性研究

发布时间：2024-04-21 04:05

　　纳米流体作为新型换热工质,由于其具有高导热系数等优点而备受广大学者的关注,其在强化换热领域有着重大研究意义。目前对纳米流体的研究主要针对纳米流体的制备、稳定性研究及对流和沸腾换热机理的试验研究,而数值模拟方法方面的研究较少,特别是纳米流体沸腾换热的数值研究。本研究基于ANSYS Fluent软件,对管内纳米流体的流体流动和传质传热以及沸腾蒸发相变过程都进行了全方位的研究。本研究从以下几个方面展开:(1)系统的总结了现有纳米流体流动和换热的数学模拟和研究方法,概括了针对纳米流体模拟研究的主要处理方式和最适宜的模拟方法,同时对RPI壁面蒸发沸腾模拟,非平衡过冷沸腾模型,临界热流条件模型等三种主要壁面沸腾模型的具体实现机理进行了探讨,并且阐述了最适宜于纳米流体蒸发沸腾过程模拟的各相的相间互相作用力模型和考虑纳米颗粒影响的壁面蒸发沸腾修正模型;(2)对环管内的纳米流体强制对流换热过程进行了数值模拟研究,得出当环管径向节点数为10,轴向节点数为2101,且第一层网格厚度在0.06～0.09mm之间时,具有最好的试验对比精度。此外,采用RNG k-ε模型所得模拟结果与试验结果最为接近,而SST k...

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图３－１对流模拟几何模型和边界条件示意图

第３章纳米流体强制对流换热数值研宂??第３章纳米流体强制对流换热数值研究??在近壁面传热过程中，最主要的热量传递方式是通过流体的对流换热进行的。??因此对管内强制对流换热进行系统的研究是进一步研究近壁面蒸发沸腾的基矗??在本章中，将通过计算流体力学（ＣＦＤ）方法研究纳米流体在壁面....

图３－２网格最佳划分策略下努赛尔数模拟与试验结果对比图??３．３纳米流体对流换热模拟影响因素研究??

第３章纳米流体强制对流换热数值研宄??了负偏差，这种现象有可能表面模拟某环节发生了性质上的转变，因此最佳的第一??层近壁面网格厚度设置应保持在０．０６？０．０９ｍｍ之间，即大致为环管直径的１％？１．５％??之间。??在最佳网格划分策略下，即径向保持１０?Ｐ点，轴向保持２１０１节点....

图３－３不同湍流模型下努塞尔数模拟与试验结果对比??

?山东大学硕士学位论文???拟努赛尔数与试验结果的对比见图３－３，不同模型环管内部流场和温度场分布的对??比见图５－３。??从图３－３的对比结果可以看出，ＲＮＧｋ－ｅ模型所得模拟结果与试验结果最为??接近，而ＲＳＭ模型则全管长上都与试验结果具有一定的负偏差，但是通过ＳＳＴ??ｋ－....

图３－５不同Ａ１２０３颗粒浓?

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本文编号：3960389