納米流體、懸浮液中的細(xì)微顆粒分選都屬于顆粒流的范疇。微通道內(nèi)顆粒流傳質(zhì)傳熱問題廣泛存在制藥、生物、食品、能源、化工等領(lǐng)域,已經(jīng)成為近幾年的研究熱點(diǎn)。在能源方面,用傳統(tǒng)的冷卻工質(zhì)的微通道熱沉已經(jīng)不能滿足高強(qiáng)度的散熱要求,需要發(fā)展用納米流體冷卻的微通道熱沉。在藥物篩選方面,微通道內(nèi)細(xì)微顆粒的分選具有良好的應(yīng)用前景。首先,綜述了納米流體導(dǎo)熱機(jī)理、納米流體在微通道熱沉中的應(yīng)用研究及研究方法,發(fā)現(xiàn)有關(guān)納米流體強(qiáng)化傳熱的機(jī)理及影響因素還不夠多,關(guān)于微通道內(nèi)的流動(dòng)、換熱規(guī)律的研究還不夠深入,還有待進(jìn)一步探索和研究。此外,還對(duì)微通道內(nèi)顆粒分選技術(shù)進(jìn)行綜述,發(fā)現(xiàn)針對(duì)粒徑為0.5-5μm的細(xì)微顆粒,單一的分選技術(shù)不能達(dá)到要求,需要耦合熱泳分選和慣性分選技術(shù)。其次,介紹微尺度流動(dòng)的基本方程、邊界條件、流動(dòng)狀態(tài)以及微尺度流場(chǎng)的影響因素,理解微尺度流場(chǎng)的理論知識(shí);詳細(xì)介紹了納米流體、顆粒分選采用的兩相流模型,并對(duì)整個(gè)數(shù)值模擬過(guò)程的方法和過(guò)程做了闡述。然后,在考慮了溫度、粘度、濃度、布朗和熱泳運(yùn)動(dòng)的相互作用后,建立了非均勻兩相模型,以研究Al2O3-水納米流體作為冷卻劑在微通道熱沉中流動(dòng)換熱情況。通過(guò)數(shù)值模擬,得...

【文章頁(yè)數(shù)】：95 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 微通道內(nèi)納米流體傳熱研究
        1.2.1 納米流體導(dǎo)熱機(jī)理研究
        1.2.2 納米流體應(yīng)用研究
        1.2.3 研究方法
    1.3 微通道內(nèi)細(xì)微顆粒分選研究
        1.3.1 主動(dòng)分選技術(shù)
        1.3.2 被動(dòng)分選技術(shù)
    1.4 本文的研究?jī)?nèi)容
第二章 微尺度兩相流計(jì)算方法
    2.1 微尺度流動(dòng)
        2.1.1 流體力學(xué)的基本方程
        2.1.2 邊界條件
        2.1.3 流體的流動(dòng)狀態(tài)
        2.1.4 微流場(chǎng)的其他問題
    2.2 兩相流模型
        2.2.1 納米流體-非均勻兩相模型
        2.2.2 顆粒分選-離散相模型
        2.2.3 其他模型
    2.3 微尺度兩相流模型的數(shù)值模擬
        2.3.1 數(shù)值模擬方法
        2.3.2 數(shù)值模擬過(guò)程
    2.4 本章小結(jié)
第三章 微通道熱沉內(nèi)納米流體流動(dòng)換熱
    3.1 微通道熱沉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.2 納米流體的數(shù)值模型
        3.2.1 控制方程
        3.2.2 邊界條件
    3.3 納米流體的物性參數(shù)編程
        3.3.1 物性參數(shù)表達(dá)式
        3.3.2 納米流體物性參數(shù)udf編程
    3.4 求解公式及有效性的驗(yàn)證
        3.4.1 求解公式
        3.4.2 有效性驗(yàn)證
    3.5 微通道熱沉內(nèi)納米流體傳熱分析
        3.5.1 機(jī)理分析
        3.5.2 規(guī)律研究
    3.6 交錯(cuò)凹槽微通道熱沉結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        3.6.1 進(jìn)出口分布位置
        3.6.2 凹槽長(zhǎng)度比的優(yōu)選
        3.6.3 凹槽寬度比的優(yōu)選
        3.6.4 凹槽形狀的優(yōu)選
        3.6.5 綜合評(píng)價(jià)
    3.7 本章小結(jié)
第四章 微通道內(nèi)細(xì)微顆粒的熱泳分選規(guī)律研究
    4.1 分選器的結(jié)構(gòu)模型
    4.2 數(shù)值模型
        4.2.1 控制方程
        4.2.2 顆粒受力分析
        4.2.3 有效性驗(yàn)證
    4.3 熱泳分選結(jié)果分析
        4.3.1 流場(chǎng)和溫度場(chǎng)分析
        4.3.2 溫度對(duì)顆粒軌跡的影響
        4.3.3 入口流速對(duì)分離效率的影響
        4.3.4 入口流速比對(duì)側(cè)向位移的影響
    4.4 熱泳耦合分選研究
        4.4.1 熱泳耦合分選機(jī)理
        4.4.2 流場(chǎng)對(duì)分離效果的影響
        4.4.3 收縮-擴(kuò)張腔數(shù)量對(duì)分選效果的影響
        4.4.4 收縮-擴(kuò)張比對(duì)分選效果的影響
        4.4.5 熱泳耦合分選器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)
    4.5 細(xì)微顆粒熱泳耦合分選實(shí)驗(yàn)
        4.5.1 熱泳耦合芯片加工
        4.5.2 分選實(shí)驗(yàn)方法
        4.5.3 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)原理及搭建
        4.5.4 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        4.5.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 本文總結(jié)
    5.2 未來(lái)展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號(hào)：3853707