本文關(guān)鍵詞：微通道換熱器的數(shù)值模擬

  更多相關(guān)文章： 微通道換熱器 數(shù)值模擬 努賽爾數(shù) 流動阻力特性 阻塊

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)的實(shí)際需求,機(jī)械和電子器件逐漸轉(zhuǎn)向高度集成化、微型化,導(dǎo)致機(jī)械和電子器件在使用過程中,熱流密度急劇增大,溫度過高,這極易造成器件的損壞。微通道換熱器因?yàn)槠涑叽缥⑿�、單位體積換熱面積大和可有效強(qiáng)化傳熱過程等優(yōu)勢在微機(jī)電、微電子系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。而國內(nèi)外研究表明微通道換熱器的結(jié)構(gòu)尺寸將對換熱器的換熱性能具有至關(guān)重要的影響,因此微通道換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化對于提高微通道換熱器的性能與流動阻力特性具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文利用數(shù)值模擬的方法對平直微通道逆流換熱器的換熱性能及流動阻力特性進(jìn)行了研究。在模型驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,考察了雷諾數(shù)(Re)和微通道的寬高比對傳熱特性與流動阻力特性的影響。結(jié)果表明,隨著雷諾數(shù)的增加微通道換熱器的努賽爾數(shù)增加、壓降增加、等效熱阻下降；隨著寬高比的增加微通道換熱器的努賽爾數(shù)增加、壓降增加、等效熱阻下降。當(dāng)微通道寬高比為1.67時(shí),微通道換熱器的性能達(dá)到最優(yōu)。采用非線性擬合的方法,擬合出了Re范圍為40到830時(shí)的流動阻力特性準(zhǔn)則方程與傳熱特性準(zhǔn)則方程,為該類平直微通道換熱器的設(shè)計(jì)與使用提供了依據(jù)。為進(jìn)一步提高微通道換熱器的換熱性能,本論文提出在矩形微通道內(nèi)置置阻塊,并考察了阻塊形狀、大小、排列方式和數(shù)量對微通道換熱器的換熱特性與流動阻力特性的影響。研究表明,在保持單一變量的情況下,綜合考慮換熱性能和流動阻力特性,最佳阻塊形狀為菱形；最佳排列方式為對稱式排列方式；最佳阻塊數(shù)目為7；最優(yōu)阻塊邊長為0.35mm。
【關(guān)鍵詞】：微通道換熱器 數(shù)值模擬 努賽爾數(shù) 流動阻力特性 阻塊
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ051.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 文獻(xiàn)綜述10-21
• 1.1 論文的研究背景及意義10
• 1.2 微通道的尺寸效應(yīng)及流動阻力特性與傳熱特性10-14
• 1.2.1 微通道的尺寸效應(yīng)10-12
• 1.2.2 微通道流體流動阻力特性及主要影響因素12-13
• 1.2.3 微通道中流體的換熱特性及主要影響因素13-14
• 1.3 微通道換熱器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3.1 微通道換熱器的實(shí)驗(yàn)研究法14-16
• 1.3.2 微通道換熱器的數(shù)值模擬方法16-18
• 1.4 微通道換熱器的應(yīng)用18-19
• 1.4.1 微通道換熱器的優(yōu)勢18
• 1.4.2 微通道換熱器的應(yīng)用18-19
• 1.5 微通道換熱器研究中的問題19
• 1.6 本文研究思路與主要內(nèi)容19-21
• 2 微通道換熱器的模擬21-37
• 2.1 數(shù)值模擬軟件的選擇21
• 2.2 微通道幾何模型21-22
• 2.3 微通道數(shù)值模型22-23
• 2.3.1 模型假設(shè)22
• 2.3.2 控制方程22-23
• 2.3.3 邊界條件23
• 2.4 模型求解23-25
• 2.4.1 網(wǎng)格劃分23-24
• 2.4.2 求解器設(shè)置24-25
• 2.4.3 網(wǎng)格無關(guān)性檢驗(yàn)25
• 2.5 模型驗(yàn)證25-28
• 2.5.1 實(shí)驗(yàn)用微通道換熱器結(jié)構(gòu)25-26
• 2.5.2 實(shí)驗(yàn)儀器26
• 2.5.3 熱電偶溫度校正26
• 2.5.4 實(shí)驗(yàn)流程26-27
• 2.5.5 實(shí)驗(yàn)與模擬結(jié)果比較27-28
• 2.6 數(shù)據(jù)處理過程涉及到參數(shù)28-30
• 2.7 結(jié)果與討論30-35
• 2.7.1 雷諾數(shù)對換熱特性的影響30-31
• 2.7.2 寬高比對換熱特性的影響31
• 2.7.3 換熱器等效熱阻與雷諾數(shù)及寬高比的關(guān)系31-32
• 2.7.4 傳熱特性準(zhǔn)則方程32-33
• 2.7.5 雷諾數(shù)及寬高比對流動阻力特性的影響33-35
• 2.7.6 最佳寬高比的選擇35
• 2.8 本章小結(jié)35-37
• 3 內(nèi)置阻塊的微通道換熱器的研究37-56
• 3.1 內(nèi)置阻塊的微通道換熱器幾何模型37-38
• 3.2 內(nèi)置阻塊的微通道換熱器數(shù)學(xué)模型38-39
• 3.2.1 模型假設(shè)38
• 3.2.2 控制方程38
• 3.2.3 邊界條件38-39
• 3.3 模型求解39-40
• 3.3.1 網(wǎng)格劃分39
• 3.3.2 求解器設(shè)置39
• 3.3.3 網(wǎng)格無關(guān)性檢驗(yàn)39-40
• 3.4 內(nèi)置阻塊微通道換熱器與平直微通道換熱器速度場和溫度場比較40-42
• 3.5 阻塊形狀對傳熱特性和流動阻力特性的影響42-46
• 3.5.1 阻塊形狀對傳熱性能的影響42-43
• 3.5.2 阻塊形狀對流動性能的影響43-45
• 3.5.3 阻塊形狀的選擇45-46
• 3.6 阻塊排列方式對微通道傳熱特性和流動阻力特性的影響46-50
• 3.6.1 對稱型和交錯型排列方式對傳熱性能的影響47-48
• 3.6.2 對稱型和交錯型排列對流動性能的影響48-49
• 3.6.3 阻塊排列方式的選擇49-50
• 3.7 阻塊數(shù)量對微通道換熱器傳熱特性和流動特性的影響50-52
• 3.7.1 阻塊數(shù)量對微通道換熱器傳熱性能的影響50
• 3.7.2 阻塊數(shù)量對流動性能的影響50-51
• 3.7.3 阻塊數(shù)量的選擇51-52
• 3.8 阻塊大小對微通道傳熱特性和流動阻力特性的影響52-54
• 3.8.1 阻塊大小對微通道換熱器傳熱特性的影響52-53
• 3.8.2 阻塊大小對微通道流動阻力特性的影響53-54
• 3.8.3 阻塊大小的選擇54
• 3.9 本章小結(jié)54-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間·發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況62-63
• 致謝63-64

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