納米流體在封閉腔內(nèi)的自然對流傳熱特性研究.pdf

1、本文圍繞納米流體在封閉腔內(nèi)的自然對流傳熱特性展開研究,進(jìn)行了納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)和粘度測量和分析,開展了納米流體在封閉腔內(nèi)的自然對流傳熱數(shù)值模擬和實驗研究。
　　運用兩步法制備納米流體,采用瞬態(tài)熱線法和旋轉(zhuǎn)法測量了納米流體導(dǎo)熱系數(shù)和粘度,探究了納米顆粒體積分?jǐn)?shù)、顆粒種類、基液和顆粒形貌等因素對納米流體導(dǎo)熱系數(shù)的影響,分析了溫度和顆粒濃度對納米流體粘度的影響。結(jié)果表明,納米流體導(dǎo)熱系數(shù)和粘度均隨顆粒體積分?jǐn)?shù)的增加而增大,納米流體粘度隨

2、溫度的提高而減小。
　　數(shù)值模擬了納米流體在矩形封閉腔和圓環(huán)封閉腔內(nèi)的自然對流傳熱特性,探究了納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)和粘度對封閉腔內(nèi)自然對流傳熱的影響。研究表明,納米流體導(dǎo)熱系數(shù)和粘度對封閉腔內(nèi)納米流體自然對流傳熱特性有決定性的影響,當(dāng)粘度大于導(dǎo)熱系數(shù)時,由于流體粘滯力的作用削弱了納米流體傳熱。而當(dāng)導(dǎo)熱系數(shù)比粘度大一定量的時候自然對流才顯示強(qiáng)化傳熱的效果。封閉腔的形狀對納米流體自然對流傳熱亦有影響,納米流體自然對流努塞爾數(shù)隨著矩形腔高

3、寬比或圓環(huán)腔半徑比的增加而減小。
　　搭建了自然對流實驗裝置,研究了矩形腔內(nèi)體積分?jǐn)?shù)為0.48％、1.45%和2.95%碳納米管-水納米流體在瑞利數(shù)2.7×104~3×107范圍內(nèi)的自然對流傳熱特性。研究結(jié)果顯示,納米流體的平均努塞爾數(shù)隨著瑞利數(shù)的增加而增強(qiáng),納米流體平均努塞爾數(shù)的增量比水的要大;在低瑞利數(shù)時,平均努塞爾數(shù)隨著顆粒體積分?jǐn)?shù)的增加而減小;隨著瑞利數(shù)的增加,在瑞利數(shù)為2×105時0.48%體積分?jǐn)?shù)納米流體的平均努塞爾數(shù)