纳米流体强化传热研究

本文通过在液体中添加纳米级金属或金属氧化物粒子,研制了一种新型传热冷却工质—纳米流体,并对纳米流体的悬浮稳定性和均匀性进行了研究,给出的纳米流体电镜照片显示了悬浮液具有较高的分散性、稳定性;同时,介绍了纳米流体导热系数的理论分析方法,运用瞬态热线法测定了不同种类、不同体积份额配比的纳米流体的导热系数,分析了纳米粒子属性、份额、形状和尺度等因素对纳米流体导热系数的影响。     

碳纳米流体强化传热研究

在去离子水中分别添加了单壁、多壁碳纳米管材料,通过配比一定质量的亲水性分散剂,经超声波振荡试制了水基碳纳米流体。测试分析了不同碳纳米管材料质量分数下的纳米流体热导率和动力粘度等重要热物性参数。测试结果表明:碳纳米管粒子能够强化基液工质导热性能,随着其质量分数的增加,水基单壁、多壁碳纳米流体热导率均明显提高;单壁碳纳米流体粘度显著增加,多壁碳纳米流体粘度无明显变化,多壁碳管更适用于纳米流体强化传热。     

碳纳米流体强化传热研究

在去离子水中分别添加了单壁、多壁碳纳米管材料,通过配比一定质量的亲水性分散剂,经超声波振荡试制了水基碳纳米流体。测试分析了不同碳纳米管材料质量分数下的纳米流体热导率和动力粘度等重要热物性参数。测试结果表明:碳纳米管粒子能够强化基液工质导热性能,随着其质量分数的增加,水基单壁、多壁碳纳米流体热导率均明显提高;单壁碳纳米流体粘度显著增加,多壁碳纳米流体粘度无明显变化,多壁碳管更适用于纳米流体强化传热。     

金属泡沫内纳米流体强化传热研究

金属泡沫集优良的力学、声学、电磁学和传热学性能于一体,易于集成换热器和散热器。本文基于局部非热平衡模型对纳米流体在金属泡沫内的双强化换热效果进行了数值研究,分析了泡沫形态参数和纳米颗粒浓度对其流动和换热的影响。研究了以水作为基本介质的纳米流体在金属泡沫内流动时的二次项效应、热弥散效应以及局部非热平衡效应,比较了不同模型对强化换热效果的影响。结果表明,换热随孔隙率减小或孔密度增加而逐渐增强,纳米颗粒使流体压降和换热性能都增加;对于含纳米颗粒的水,在金属泡沫内对流换热的惯性效应和热弥散效应在流速较大时更明显;局部非热平衡特性在固体导热系数较大时比较明显。     

几种氧化物纳米流体强化传热性能研究

以水/乙二醇混合液为基液,加入A12O3,MgO和ZnO纳米颗粒配制得到纳米流体.在自制对流传热性能测试平台上进行基液及纳米流体传热性能的测试.结果表明:同基液相比,随流体流速增大,A12O3纳米流体的传热系数变化不明显,MgO和ZnO纳米流体的传热系数均有提高.层流状态下,随雷诺数增大,三种纳米流体的传热系数都不断增...     

纳米流体应用于强化传热的研究进展及面临的挑战

纳米流体是近年来新兴的一种强化传热工质,其在强化传热领域有着广阔的应用前景,然而目前对纳米流体强化传热应用的研究还存在一些障碍。本文从纳米流体的制备和传热特性方面总结了近几年的研究进展,并提出了研究过程中需要克服的几个问题,以促进今后进一步的研究工作。     

颗粒聚集对纳米流体强化换热影响浅析

本文采用数值模拟的方法初步研究了颗粒聚集对纳米流体强化换热性能的影响。在流体中随机生成纳米颗粒团聚状态,并对其热性能进行数值模拟,结果表明,纳米颗粒的聚集将会导致流体换热性能的下降,降低程度与纳米颗粒体积分数以及聚集程度有关。     

运动流体强化传热的实现条件

从流体力学的基本方程和基本定态解出发,通过Boussinesqu假定及线性稳定性分析方法导出广义的奥尔-索末菲方程,使用有限差分方法对方程进行数值求解,得到低雷诺数下库特流失稳、实现Benard对流强化传热的临界瑞利数Rac。计算结果表明:库特流Benard失稳所需的临界瑞利数Rac随雷诺数Re的增大而减小,并且存在参考雷诺数Rer,当Re大于Rer时,Rac随Re变化很慢,此时,增大Re不能明显降低Rac,流体的传热量也不会随Re的增大而增加。     

SiO_2纳米流体射流冲击泡沫金属强化传热数值模拟

射流冲击拥有强化传热作用,被广泛应用在各个科技领域,而泡沫金属与纳米流体对强化传热起到有利作用。为分析SiO_2纳米流体射流冲击泡沫金属强化传热作用,在计算流体力学(CFD)基础上,通过数值模拟方法对影响传热的一些因素进行分析,通过改变雷诺数(Re)、纳米流体体积分数(ψ)、泡沫金属孔隙率(φ)和高度(H)来分析不同影响因素对表面传热系数的影响。     

管内流体振荡强化传热的实验研究

一、概述 文献[1,2]给出了振荡管流强化传热的初步解析解和实验结果。该研究表明,在一定工况下,水在振荡时的轴向传热量约为静止时的10~4倍。文献[3～6]分别给出了绝热管壁振荡管流传热的理论与实验研究结果,总结出当量导温系数与流体的导温系数之比是沃姆斯利数、普朗特数及振幅管径比的函数。     

原子势能对纳米通道中二元流体形态和传热性能的影响

基于平衡分子动力学模拟方法,研究壁面原子与流体原子之间不同的作用势能对纳米通道中二元流体形态和传热特性的影响。对于Ar-Kr流体,Kr原子由于壁面和周围流体原子的作用均匀分散形成混合流体,并且热导率较纯Ar流体略有增大;而对于Ar-Cu流体,Cu原子依靠自身强大的作用聚集在一起形成悬浮流体,其热导率较纯Ar流体增加一个数量级。由此可见,不同势能的原于在纳米通道中的存在形式和所引起的流体传热特性不同。     

熔盐纳米流体比热容强化的研究

强化熔融盐的比热容对降低太阳能热发电的发电成本非常有利。采用两步水溶液法制备了以三元碳酸盐K_2CO_3-Li_2CO_3-Na_2CO_3(4:4:2质量比)为基盐,SiO_2(5 nm、10 nm、15 nm、20 nm、30 nm、60 nm)为添加剂的三元碳酸盐纳米流体,对其比热容进行了分析,并讨论了比热容提高机制。结果表明,添加小于30 nm SiO_2的熔盐纳米流体,除10 nm SiO_2,比热容提高量相当。而对于添加大粒径60 nm SiO_2的熔盐纳米流体的比热容的提高量明显的降低。此外,三元碳酸盐纳米流体的比热容在热循环30次内具有较好的稳定性。添加纳米颗粒后的三元碳酸盐纳米流体的分解温度仍高达853.9℃。三元碳酸盐纳米流体中产生的纳米结构可能是比热容提高的主要机制。     

流体诱导振动复合强化传热的理论分析

本文提出了流体诱导振动复合强化传热新方法并进行了理论分析，尽管人们一直将流体诱导振动看作是一种事故而加以预防，但流体诱导振动有效利用的空间依然很大。流体诱导的弹性管束面内和面外振动，在提高对流换热系数的同时降低污垢热阻，使传热效果显著增强。     

流体诱导振动复合强化传热的实验研究

本文提出了流体诱导振动复合强化传热新方法并进行了实验研究,实验结果表明流体诱导的振动与其他方式一样对传热有足够的影响。弹性管束在流体诱导下的面内振动与面外振动,可以低流速下在提高对流换热系数,降低污垢热阻,使传热效果显著增强。     

微细通道纳米与非纳米流体传热和压降对比研究

分别以0.2%、0.5%、1%质量分数的Al2O3-H2O纳米流体和去离子水为实验工质,在高2mm,宽1mm的矩形微细通道内进行纳米流体与非纳米流体两相沸腾传热和压降对比研究。实验结果表明:增加质量通量对两种工质换热系数影响都较小,但增加热流密度可提高换热系数;在相同工况下,与水基液相比,采用Al2O3-H2O纳米流体换热系数明显增大,且随着纳米流体质量分数的增加而增加,对于该实验换热系数可提高8%～17%;随着纳米颗粒质量分数和质量通量的增加,两相摩擦压降显著增大。     

黏弹性流体基铜纳米流体流动与传热实验研究

成功建立了流体流动阻力和换热性能测试实验台,在45℃的流体温度下,对不同铜粒子体积分数和基液浓度的纳米流体在湍流状态下的对流换热特性和流动阻力进行了实验测量。实验结果表明:黏弹性流体基液中添加纳米粒子后,在降低对应基液减阻率的同时能明显增强传热性能.例如,将1.0%体积分数的铜纳米粒子添加到质量分数为6×10~(-4)的基液中所形成的黏弹性流体基纳米流体其综合性能指数K=0.47,表现了很好的传热强化和减阻性能.     

纳米流体振荡热管内部流动和传热特性

本文以纳米流体和去离子水的振荡热管作为研究对象,通过实验的方法,运用可视化的加热与观测手段,对比纳米流体和去离子水振荡热管的内部工质流型和冷热端温差,发现纳米颗粒体积浓度达到一定浓度后,相对于去离子水,纳米流体可以降低振荡热管的下极限热流,提高上极限热流,而后者足利用纳米流体为工质改进振荡热管性能主要特点,内在物理实质是纳米流体具有明显不同的流型转变.     

纳米流体脉动热管的流动与传热性能研究

建立了纳米流体脉动热管的分析模型,将相变传热项合理引入了汽塞能量微分方程;液塞动量方程中考虑了剪切力的影响;纳米流体的物性采用了当量处理方法.采用数值迭代方法进行了求解,得到了汽塞压力、温度、质量的变化波形,分析了波形的频率,进而解释了初始条件、重力等对脉动热管的流动与传热影响的机理.     

非对称纳米通道内流体流动与传热的分子动力学

采用分子动力学方法研究了流体在非对称浸润性粗糙纳米通道内的流动与传热过程,分析了两侧壁面浸润性不对称对流体速度滑移和温度阶跃的影响,以及非对称浸润性组合对流体内部热量传递的影响.研究结果表明,纳米通道主流区域的流体速度在外力作用下呈抛物线分布,但是纳米通道上下壁面浸润性不对称导致速度分布不呈中心对称,同时通道壁面的纳米结构也会限制流体的流动.流体在流动过程中产生黏性耗散,使流体温度升高.增强冷壁面的疏水性对近热壁面区域的流体速度几乎没有影响,滑移速度和滑移长度基本不变,始终为锁定边界,但是会导致近冷壁面区域的流体速度逐渐增大,对应的滑移速度和滑移长度随之增大.此时,近冷壁面区域的流体温度逐渐超过近热壁面区域的流体温度,流体出现反转温度分布,流体内部热流逆向传递.随着两侧壁面浸润性不对称程度增加,流体反转温度分布更加明显.     

基于Lattice-Boltzmann方法的纳米流体流动与传热分析

纳米流体是由流体与纳米粒子组成的悬浮体。由于悬浮的纳米粒子会受到各种内力或外力的影响,这使得其运动规律和换热规律及其复杂。本文运用Lattice-Boltzmann(LB)方法建立纳米流体的传热模型,并对纳米流体和水的流动换热参数进行比较分析。