物性参数对纳米流体强化换热的影响.pdf

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1、上海理工大学学报第35卷第2期J.UniversityofShanghaiforScienceandTechnologyVo1.35No.22013文章编号:1007—6735(2013)02—0179—04物性参数对纳米流体强化换热的影响胡锐,李凌,杨茉(上海理工大学能源与动力工程学院,上海200093)摘要:对铜一氩纳米流体在矩形槽通道内流动和换热情况进行了数值模拟,对基础流体和不同体积分数的纳米流体在不同Re下的换热情况进行研究,分析了纳米流体热物性的改变对强化换热的影响.研究表明:相对于基础流体而言纳米流体由于具有较好的导热性能而

2、强化换热,并且纳米流体体积分数越大,其导热性能越好,从而换热能力也越大.对于相同体积分数的纳米流体,其换热系数提高的程度与流体的速度有关系,流速越小,换热系数提高得越大,而随着流速的逐渐增大换热系数提高的程度逐渐下降.关键词:纳米流体;物性参数;强化换热;数值模拟中图分类号:TK124文献标志码:AInfluenceofThermophysicalPropertiesonHeatTransferEnhancementofNanofluidsHURui,LILjng,YANGMo(SchoolofEnergyandPowerEngineo~

3、ng,UniversityofShanghaifoScienceandTechnology,Shanghai200093,China)Abstract:Comparedtobasefluid,nanofluidssignificantlyincreasethermalconductivityandthereforehavepotentialapplicationsinmanyheattransferareas.Theeffectsofthermophysicalpropertiesandthermaldispersionontheconv

4、ectiveheattransfercoefficientsofnanofluidswereinvestigated.Thesimulationresultsshowthatthethermalconductivityofnanofluidsisenhancedwiththeadditionofnanopaticlesintothebasefluid.Thecollisionsbetweennanoparticles,fluidmolecules,andthewallofflow-wallareintensified,leadingtoe

5、nhancedmixingagitationandturbulence.Improvedthermophysicalpropertiesandthermaldispersionresultintheconvectiveheattransfercoefficientenhancementofnanofluids.ThecalculationresultsalsorevealthattheeffectoftheheattransferenhancementofthenanofluidsiSrelatedtothevolumefractiona

6、ndReynoldsnumber.Keywords:nanofluid;thermophysicalproperties;heattransferenhancement;numericalsimulation收稿日期:2012—10—22基金项目:国家自然科学基金资助项目(51006071);高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20093120120010)第一作者:胡锐(1988一),男,硕士研究生.研究方向:微尺度传热.Email:102270031@st.usst.edu.cn通讯作者:李凌(1976一),女,副教授.研究方向:

7、微尺度传热.Email:liling@usst.edu.cn180上海理工大学学报2013年第35卷沿流体流动方向增加扰动是一种有效的强化换热方法,比如波纹板通道、矩形槽通道、锯齿形通道+u+=(+磬)c3等,通过改变通道形状改善流动状况,从而强化了换Ou+=0(4VV⋯热.一直以来有大量的文献对各种不同形状通道内的式中,U,分别为坐标方向和方向无量纲速度对流换热进行了数值模拟E1-2].然而随着科技水平的分量;F为无量纲时问变量;P为无量纲压力;为进一步提高,目前仅从改善通道的几何形状来强化换过余温度,=T—Tw(Tw为壁温);Pr为P

8、randtl热已经达到了一个极限,再进一步提高换热系数的效数;Re为Reynold数.在对方程进行无量纲化时取果已经不明显了.为了满足工业发展对强化换热的要流通截面高度的2倍作为整个问题的参考

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