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