微通道内Cu-H 2 O纳米流体强制对流特性的数值模拟研究
发布时间：2021-11-07 08:45
采用格子玻尔兹曼方法（Lattice Boltzmann Method,LBM）研究了Cu-H2O纳米流体在二维微通道内强制对流流动与传热特征,分析了微通道内Cu纳米颗粒的体积分数φ、雷诺数Re、相对粗糙度ε等因素对流体流动与传热的影响。结果表明:在光滑壁面条件下,随着入口处Re数的增加,壁面处Nuave会随着变大,同时随着纳米流体体积分数φ的增加,壁面处Nuave也会增加;与光滑壁面相比,在粗糙壁面条件下,随着入口处Re数和纳米流体体积分数φ的增加,壁面处Nuave也随之增大,但Nuave数的增大程度要比光滑壁面条件下小,且随着壁面相对粗糙度ε的增大,壁面处Nuave随之减小。
【文章来源】：材料开发与应用. 2020,35(05)
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
微通道计算域和边界条件的示意图
表1 不同网格下Nuave值与已有研究的比较Table 1 Comparison of Nuave values previous study in different gridsnumber Re Nuave值[7] 不同网格数下的Nuave值 20×2 000 30×3 000 40×4 000 60×6 000 10 0.769 0.765 0.768 0.768 0.768 50 2.538 2.551 2.536 2.538 2.538 100 3.410 3.433 3.423 3.407 3.4073 结果与讨论
图3是不同Re数时微通道内流体的流场图和等温线图,可以看出,不同Re数时流体的流线几乎没有发生变化,但是等温线却变化十分明显。当Re=10时,微通道内部的流体仅在加热段流动了一小段距离,其温度便达到了壁面温度,但是,随着Re数的增大,流体的流动速度增大,流体还未与壁面充分换热就已经流出,导致流体在微通道出口时的温度随Re数增大而减小。在不同Re数时,微通道水平中线上流体的无量纲温度θ分布如图4所示,当Re=10时,流体在出口处中线上的无量纲温度θ约为1;Re=50时θ约为0.61; Re=100时θ约为0.35,可见,随着Re数的增大,流体的出口温度在减小,RAISI[10]在类似的关于Re数对微通道流动的影响中也得到过同样的结论。图4 不同Re数时微通道水平中线上流体的 无量纲温度θ分布图
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米通道粗糙内壁对流体流动行为的影响[J]. 梅涛,陈占秀,杨历,王坤,苗瑞灿. 物理学报. 2019(09)
[2]电子设备液冷技术研究进展[J]. 周海峰,邱颖霞,鞠金山,瞿启云,白一峰,李磊. 电子机械工程. 2016(04)
[3]纳米流体在制冷及冷却中的应用研究进展[J]. 史保新,刘良德,邓晨冕. 材料导报. 2012(S2)
[4]Al2O3-水纳米流体在微圆管内的流动特性[J]. 屈健,吴慧英,吴信宇,郑平. 化学工程. 2009(07)
[5]铜-水纳米流体流动与对流换热特性[J]. 李强,宣益民. 中国科学E辑:技术科学. 2002(03)
[6]纳米流体强化传热研究[J]. 宣益民,李强. 工程热物理学报. 2000(04)
本文编号：3481543
【文章来源】：材料开发与应用. 2020,35(05)
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
微通道计算域和边界条件的示意图
表1 不同网格下Nuave值与已有研究的比较Table 1 Comparison of Nuave values previous study in different gridsnumber Re Nuave值[7] 不同网格数下的Nuave值 20×2 000 30×3 000 40×4 000 60×6 000 10 0.769 0.765 0.768 0.768 0.768 50 2.538 2.551 2.536 2.538 2.538 100 3.410 3.433 3.423 3.407 3.4073 结果与讨论
图3是不同Re数时微通道内流体的流场图和等温线图,可以看出,不同Re数时流体的流线几乎没有发生变化,但是等温线却变化十分明显。当Re=10时,微通道内部的流体仅在加热段流动了一小段距离,其温度便达到了壁面温度,但是,随着Re数的增大,流体的流动速度增大,流体还未与壁面充分换热就已经流出,导致流体在微通道出口时的温度随Re数增大而减小。在不同Re数时,微通道水平中线上流体的无量纲温度θ分布如图4所示,当Re=10时,流体在出口处中线上的无量纲温度θ约为1;Re=50时θ约为0.61; Re=100时θ约为0.35,可见,随着Re数的增大,流体的出口温度在减小,RAISI[10]在类似的关于Re数对微通道流动的影响中也得到过同样的结论。图4 不同Re数时微通道水平中线上流体的 无量纲温度θ分布图
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米通道粗糙内壁对流体流动行为的影响[J]. 梅涛,陈占秀,杨历,王坤,苗瑞灿. 物理学报. 2019(09)
[2]电子设备液冷技术研究进展[J]. 周海峰,邱颖霞,鞠金山,瞿启云,白一峰,李磊. 电子机械工程. 2016(04)
[3]纳米流体在制冷及冷却中的应用研究进展[J]. 史保新,刘良德,邓晨冕. 材料导报. 2012(S2)
[4]Al2O3-水纳米流体在微圆管内的流动特性[J]. 屈健,吴慧英,吴信宇,郑平. 化学工程. 2009(07)
[5]铜-水纳米流体流动与对流换热特性[J]. 李强,宣益民. 中国科学E辑:技术科学. 2002(03)
[6]纳米流体强化传热研究[J]. 宣益民,李强. 工程热物理学报. 2000(04)
本文编号：3481543
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dongligc/3481543.html
