纳米流体强化对流换热的实验研究

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1、第30卷第3期制冷学报p，0f．30,No．32009年6月JournalofRefrigerationJuHe．2009文章编号：0253-4339(2009)03—0006—05DOI编码：10．3969~．issn．0253—4339．2009．03．006纳米流体强化对流换热的实验研究李新芳朱冬生(1中山火炬职业技术学院中山528436；2华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室广州510641)摘要建立了纳米流体对流换热系数的实验测试系统，利用实验系统测量YCu-H：O纳米流体的对流换热系数，探讨了纳米颗粒质量

2、分数、P数和轴向比对Cu一水纳米流体对流换热性能的影响。结果表明：Cu-水纳米流体的对流换热系数随纳米粒子质量分数的增大而增大，但其对流换热系数的增加明显低于导热系数的增加。随着雷诺数的增大，纳米流体的对流换热系数基本呈线性提高。纳米流体在实验管进口段的对流换热系数提高值明显高于流体在充分发展段的提高值。纳米流体的导热系数、粘度和纳米颗粒迁移是影响纳米流体对流换热系数的主要因素。关键词工程热物理；纳米流体；对流换热；导热系数；颗粒迁移中图分类号：TK124；TB612文献标识码：AExperimentalStudyonEnha

3、ncedConvectionHeatTransfer0fNanofluidLiXinfangZhuDongsheng(1．ZhongshanTorchVocationandTechnologyCollege，Zhongshan，528436，China．2．KeyLabofEnhancedHeatTransferandEnergyConservation，theMinistryofEducation，SouthChinaUniversityofTechnology，GuangzhOU．510640，China)Abstract

4、TheexperimentalsystemwasbuiltuptoinvestigateconvectiveheattransferandflowcharacteristicsofCu—H2Onanofluidflowinginatube．Theeffectsofparticleconcentration，ReynoldsnumberandaxialdistanceontheconvectiveheattransferofCu_H20nanofluidwerediscussed．Theexperimentalresultssh

5、owthattheconvectionheattransferofCu-H20nanofluidimprovesapproximatelywiththemassfractionofthecoppernanoparticlebutitsriseislowerthanthatofthermalconductivity．TheconvectionheattransferofCu·H2OnanofluidrisesapproximatelylinearlywiththeReynoldsnumber．AtagivenCuconcentr

6、ation，theheattransfercoefficientdecreaseswithaxialdistance．Theobservedenhancementoftheconvectiveheattransfercouldbeattributedtotheenhancementofthermalconductivityunderstaticconditions，particlemigrationandre-arrangement，reductionoftheboundarylayerthickness，anddelayin

7、theboundarylayerdevelopment．KeywordsEngineeringthermophysics；Nanofluids；Convectionheattransfer；Thermalconductivity；Particlemigration随着纳米材料科学的迅速发展，研究人员开其行为接近于液体分子，这使得吲体颗粒不会对流始探索将纳米材料技术应用于强化传热领域，研究体的泵送性能产生特别严重的负面影响，又可以明新一代高效传热冷却技术。1995年，美~Argonne显地改变流体的热量传输特性，为用于强化微尺度

8、国家实验室的Choi等[1提出了一个崭新的概念——对流换热创造了条件，将其用于微尺度对流换热，纳米流体：即将l~lOOnm的金属或者非金属粒子悬有可能明显地提高换热效果，从而提高热交换系浮在基液中形成的稳定悬浮液，这是纳米技术应用统的传热性能，节约成本。因此将纳米流体应用在于