多孔介质梯形腔内纳米流体自然对流数值研究

发布时间：2021-11-25 06:36

　　在热壁面温度随位置线性变化条件下,对Cu-水纳米流体在多孔介质梯形腔内的自然对流换热进行了数值研究。主要讨论了达西数Da、瑞利数Ra和纳米粒子体积分数φ对自然对流换热的影响。数值计算结果表明,平均Nu数随着Da数、Ra数和φ的增加而增大。热壁面温度随位置线性变化条件对多孔介质梯形腔内Cu-水纳米流体自然对流换热的流场图和等温线图有一定的影响。 

【文章来源】：甘肃科技. 2020,36(20)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

物理模型

在数值计算中，梯形腔体倾斜局部冷壁面无量纲长度B=D/S=0.3、宽高比AR=H/L=0.50、多孔介质孔隙率ε=0.6和Pr=3.85，而纳米颗粒体积分数φ、Ra数和Da数的变化范围为：φ=0.02～0.1、Ra=103～106和Da=10-4～10-2。图2给出了在φ=0.04及不同达西数(Da=10-4,10-3,10-2)时平均Nu数随Ra数的变化趋势。如图所示平均Nu数随Ra数的增加而增大，增长趋势接近单调指数上升。可见Ra数对腔体内流体自然对流换热影响较大。当Ra数较小时，浮升力较小，腔体内最大流函数相对较小，多孔介质梯形腔体内热量传递方式以导热为主，所以平均Nu数变化较小。随着Ra数的增加，浮升力增大，多孔介质梯形腔体内热量传递方式以对流换热为主，平均Nu数增大。

图3给出了在φ=0.04及不同瑞利数(Ra=103,104,105,106)时平均Nu数随Da数的变化趋势。如图3所示，平均Nu数随Da数的增加而增大。当Da数较小时，多孔介质梯形腔体内的粘性力较大，纳米流体的最大流函数较小，Da数的变化对平均Nu数影响不大。随着Da数的增大，多孔介质梯形腔体内的粘性力减小，纳米流体的最大流函数增加，从而使得Cu-水纳米流体在多孔介质梯形腔体内的对流换热强度增强。图4 Da=10-3及不同Ra数时Nu数随φ的变化曲线

【参考文献】：
期刊论文
[1]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：3517600