采用格子玻爾茲曼方法（Lattice Boltzmann Method,LBM）研究了Cu-H₂O納米流體在二維微通道內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流流動(dòng)與傳熱特征,分析了微通道內(nèi)Cu納米顆粒的體積分?jǐn)?shù)φ、雷諾數(shù)Re、相對(duì)粗糙度ε等因素對(duì)流體流動(dòng)與傳熱的影響。結(jié)果表明:在光滑壁面條件下,隨著入口處Re數(shù)的增加,壁面處Nu_ave會(huì)隨著變大,同時(shí)隨著納米流體體積分?jǐn)?shù)φ的增加,壁面處Nu_ave也會(huì)增加;與光滑壁面相比,在粗糙壁面條件下,隨著入口處Re數(shù)和納米流體體積分?jǐn)?shù)φ的增加,壁面處Nu_ave也隨之增大,但Nu_ave數(shù)的增大程度要比光滑壁面條件下小,且隨著壁面相對(duì)粗糙度ε的增大,壁面處Nu_ave隨之減小。 

【文章來(lái)源】：材料開(kāi)發(fā)與應(yīng)用. 2020,35(05)

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

微通道計(jì)算域和邊界條件的示意圖

表1 不同網(wǎng)格下Nuave值與已有研究的比較Table 1 Comparison of Nuave values previous study in different gridsnumber Re Nuave值[7] 不同網(wǎng)格數(shù)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 結(jié)果與討論

圖3是不同Re數(shù)時(shí)微通道內(nèi)流體的流場(chǎng)圖和等溫線圖,可以看出,不同Re數(shù)時(shí)流體的流線幾乎沒(méi)有發(fā)生變化,但是等溫線卻變化十分明顯。當(dāng)Re=10時(shí),微通道內(nèi)部的流體僅在加熱段流動(dòng)了一小段距離,其溫度便達(dá)到了壁面溫度,但是,隨著Re數(shù)的增大,流體的流動(dòng)速度增大,流體還未與壁面充分換熱就已經(jīng)流出,導(dǎo)致流體在微通道出口時(shí)的溫度隨Re數(shù)增大而減小。在不同Re數(shù)時(shí),微通道水平中線上流體的無(wú)量綱溫度θ分布如圖4所示,當(dāng)Re=10時(shí),流體在出口處中線上的無(wú)量綱溫度θ約為1;Re=50時(shí)θ約為0.61; Re=100時(shí)θ約為0.35,可見(jiàn),隨著Re數(shù)的增大,流體的出口溫度在減小,RAISI[10]在類(lèi)似的關(guān)于Re數(shù)對(duì)微通道流動(dòng)的影響中也得到過(guò)同樣的結(jié)論。圖4 不同Re數(shù)時(shí)微通道水平中線上流體的 無(wú)量綱溫度θ分布圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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