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強制對流流動與傳熱特征,分析了微通道內Cu納米顆粒的體積分數(shù)φ、雷諾數(shù)Re、相對粗糙度ε等因素對流體流動與傳熱的影響。結果表明:在光滑壁面條件下,隨著入口處Re數(shù)的增加,壁面處Nu_ave會隨著變大,同時隨著納米流體體積分數(shù)φ的增加,壁面處Nu_ave也會增加;與光滑壁面相比,在粗糙壁面條件下,隨著入口處Re數(shù)和納米流體體積分數(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,且隨著壁面相對粗糙度ε的增大,壁面處Nu_ave隨之減小。 

【文章來源】：材料開發(fā)與應用. 2020,35(05)

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

微通道計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 結果與討論

圖3是不同Re數(shù)時微通道內流體的流場圖和等溫線圖,可以看出,不同Re數(shù)時流體的流線幾乎沒有發(fā)生變化,但是等溫線卻變化十分明顯。當Re=10時,微通道內部的流體僅在加熱段流動了一小段距離,其溫度便達到了壁面溫度,但是,隨著Re數(shù)的增大,流體的流動速度增大,流體還未與壁面充分換熱就已經(jīng)流出,導致流體在微通道出口時的溫度隨Re數(shù)增大而減小。在不同Re數(shù)時,微通道水平中線上流體的無量綱溫度θ分布如圖4所示,當Re=10時,流體在出口處中線上的無量綱溫度θ約為1;Re=50時θ約為0.61; Re=100時θ約為0.35,可見,隨著Re數(shù)的增大,流體的出口溫度在減小,RAISI[10]在類似的關于Re數(shù)對微通道流動的影響中也得到過同樣的結論。圖4 不同Re數(shù)時微通道水平中線上流體的 無量綱溫度θ分布圖

【參考文獻】：
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本文編號：3481543