纳米颗粒球形度对平板通道中Al2O3-水纳米流体强制对流换热的影响

数值研究了水中添加立方体形、球形或柱状Al2O3纳米颗粒的纳米流体在平板通道中的层流强制对流换热,分析了纳米颗粒球形度、纳米颗粒体积分数和雷诺数对平板通道中Al2O3-水纳米流体强制对流换热的影响.结果表明:当纳米颗粒体积分数和雷诺数一定时,随着纳米颗粒球形度减小,通道壁面平均努赛尔数增大,对流换热增强;当纳米颗粒球形...     

球形纳米颗粒对纳米流体热传导率的加强作用

文章考虑了梯度的界面纳米层以及近邻复合颗粒的相互作用，采用了复合镜象法来研究纳米流体的热传导率加强作用，数据结果表明当颗粒半径小于5nm时，梯度壳层对热传导率也有很重要的影响．此外，我们的理论对于CuO／H2O（EG）、Al2O3／H2O和Cu／EG纳米流体的热传导率的计算结果与实验符合得很好．     

纳米颗粒表面修饰对纳米流体粘度的影响

纳米流体的黏度受流体温度、纳米颗粒粒径、纳米颗粒浓度等多方面的影响。在前人的研究中,黏度随流体温度的增加而减小,随纳米颗粒粒径的增加而减小,随纳米颗粒浓度的增加而增大,但黏度随纳米颗粒浓度的增大程度不同。通过总结大量不同情况下纳米流体的黏度数据,分析纳米流体黏度随纳米颗粒浓度的增加与纳米颗粒表面性质的关系。分析结果表明:纳米颗粒的添加增加基础流体的黏度;且亲水型纳米颗粒比疏水型纳米颗粒与水形成的纳米流体的黏度高。通过对纳米颗粒表面性质的修饰,可以控制纳米流体黏度的变化,从而影响流体输送过程中的能耗。     

多孔介质梯形腔内纳米流体自然对流数值研究

在热壁面温度随位置线性变化条件下,对Cu-水纳米流体在多孔介质梯形腔内的自然对流换热进行了数值研究。主要讨论了达西数Da、瑞利数Ra和纳米粒子体积分数φ对自然对流换热的影响。数值计算结果表明,平均Nu数随着Da数、Ra数和φ的增加而增大。热壁面温度随位置线性变化条件对多孔介质梯形腔内Cu-水纳米流体自然对流换热的流场图和等温线图有一定的影响。     

混合流体对流运动的研究进展

混合流体对流是研究非平衡对流的稳定性、非线形动力学特性及湍流形成机理的典型模型之一.本文论述了混合流体对流的主要研究进展.在此基础上,对混合流体对流的数值模拟的研究提出了有待进一步研究和探讨的问题.     

CuO纳米颗粒悬浮液在小管内的流动和强制对流换热特性

采用去离子水和平均粒径50 nm的CuO纳米粒子经超声波振荡配制H2O-CuO纳米悬浮液,对其在内径1.02 mm不锈钢管内的流动和强制对流换热特性进行研究,并与添加表面扩散剂后的管内强制对流换热和流动特性进行比较.结果表明:与H2O相比,CuO纳米颗粒悬浮液的对流换热特性较强,而流动阻力明显下降;添加表面扩散剂将增大流动阻力,但对换热特性没有影响.纳米粒子在管壁上的沉降是湍流区阻力下降的主要因素.     

纳米流体中纳米颗粒分散性能的分子动力学模拟

建立以水分子为基础液、中空SiO2纳米颗粒为悬浮粒子的纳米流体模型,采用分子动力学模拟方法研究中空SiO2纳米颗粒在水中的运动特性.结果表明,纳米颗粒在水中首先进行无规则运动,随后相互靠近、黏结,最后达到相对平衡.水分子的加入可以延缓纳米颗粒的团聚,但不足以形成稳定的纳米流体.纳米流体中纳米颗粒间相互作用能为-632 ...     

流体粘性对优化设计对流换热管的影响

给出了计算Ｙｏｎｇ损率的一般方法，依总Ｙｏｎｇ损率最小得到了壁面常热流对流换热管的平均优化管径，并进一步考虑粘性系数随温度变化对平均优化管径的影响。依局域最小Ｙｏｎｇ损率讨论了局域优化管径对温度和粘性系数的依赖关系，从而以最优的管形。     

垂直指数延伸板驻点混合对流与传热研究

研究不可压缩粘性流体在垂直指数延伸壁面上的二维驻点混合对流与传热问题,借助相似变换将边界层控制方程转换为非线性常微分方程,通过打靶法对其进行数值计算,用图表详细分析顺流和逆流时浮力参数λ和Prandtl数Pr对流体流动和传热特性的影响.结果显示:顺流时,表面摩擦系数和Nusselt数均随浮力参数λ的增大而增大;随着Pr数增大,Nusselt数增大而表面摩擦系数减小.逆流时,表面摩擦系数和Nusselt数均随浮力参数λ的增大而减小,随Pr增大而增大.     

流体横掠叉排平行板束对流换热的数值研究

本文采用商用软件Fluent6.2.16模拟在不同的Re下,流体横掠不同的结构参数叉排平行板束的流场、温度场,并使用Tec-plot软件对其结果进行后处理,将流场和温度场其用相关流线图和温度云图进行显示,使实验难以测量的微小结构的叉排板束的流场和温度场用形象化图形进行展示。在流场云图中可以直观展示研究单元内流体流线的变化、漩涡产生等情况;温度云图展示流体与叉排板束的换热的定性关系,并将温度变化梯度形象化的展示。同时本文分析了影响叉排板束换热的无量纲数,无量纲数的变化规律可以推广到其它结构参数的换热器上。本文模拟中只选取一个代表性的单元区域,用该区域代表当流动与换热达到充分发展阶段时整体的流场和温度场的分布情况,同时分析了在不同的Re下Nu和f的变化情况。     

基于多相流模型的腔体内纳米流体自然对流换热数值模拟

运用多相流混合模型和单相流模型模拟了纳米流体在封闭腔体内的自然对流换热特性,将模拟结果与相应的实验值进行对比,分析了瑞利数、格拉晓夫数和纳米颗粒体积分数等物理量与努塞尔数的关系;同时,对比分析了纳米流体和纯水在水平与垂直中心截面的速度分布,以及封闭腔体内流体的温度场及流场.结果表明:基于N-S方程的单相流模型所得努塞尔数变化曲线与水的努塞尔数曲线较吻合,但不能反应纳米流体的换热特性;而基于多相流混合模型所得努塞尔数变化曲线与相应的实验结果较吻合;纳米颗粒的添加能够显著增强封闭腔体内的流体运动,有利于强化封闭腔体内流体的能量传输,起到了对流换热作用.     

超临界混合流体自然对流的三维数值模拟

针对三维矩形腔体中超临界氮氩混合流体的Rayleigh-Bénard对流进行了数值模拟,研究了活塞效应、Soret效应和Dufour效应在自然对流发生发展过程中所产生的影响.结果显示:3种效应作用下自然对流可分为稳定边界层、对流产生和发展、稳定对流3个阶段.活塞效应在稳定热边界层时期发挥主导作用并促进对流发生,形成双热边界层结构.受温度梯度驱动Soret效应引起组分定向迁移,产生Dufour效应促进能量输运.与拟纯流体对比后发现,自然对流发展阶段混合流体中Soret和Dufour效应具有促进流动增强换热的效果.     

纳米流体热量传递的研究进展

低传热性能的换热工质已成为目前开发新一代高效换热器的主要障碍.纳米粒子制备技术的迅速发展,使得传统的纯液体传热工质中添加高导热系数的纳米粒子,制成稳定的纳米流体成为可能.纳米流体作为一种新型的高效传热工质日益受到热科学技术领域研究人员的高度关注,在过去20年里做了大量的研究工作,目前已经在下述几个方面取得了突破性的研究进展:1)建立了纳米流体导热系数的理论模型,纳米流体表观导热系数的计算公式逐渐得到认可.2)通过大量的实验研究,归纳总结了很多种类纳米流体导热系数的基本实验数据.3)建立了基于微对流和微扩散效应的纳米流体对流换热准则关联式.4)纳米流体在矩形空间的自然对流传热的数值模拟和池内沸腾换热的实验研究取得了较大进展.本文主要对以上几个方面的最新研究成果做了综述,最后对纳米流体强化传热技术的研究进展和存在问题进行了总结和展望.     

一种基于透射比的纳米流体颗粒团聚定量分析方法

为了得到简单易行的定量反映纳米流体颗粒团聚的方法,在分析纳米颗粒团聚与纳米流体透射比之间关系的基础上,提出团聚体平均颗粒数这一可以定量反映纳米流体内颗粒团聚状况的参数,并推导出基于纳米透射比的团聚体平均颗粒数的计算式.所提出公式的计算结果与利用反映实验数据的三维DLCA模型得到的团聚体平均颗粒数吻合较好,反映了该计算式的有效性.     

基于混合对流与传热的垂直延伸板驻点流研究

延伸板上不可压缩粘性流体的驻点流在工业和实际生产中有着广泛的应用,研究延伸板上驻点流的边界层流动一直是广大学者研究的热点。本文研究了不可压缩粘性流体在垂直指数延伸壁面上的二维驻点混合对流与传热问题,这是一种基本的物理现象,也是当今国内外学者研究的新热点问题之一。借助相似变换将边界层控制方程转换为非线性常微分方程,通过对其进行数值计算,用图表详细分析顺流和逆流时浮力参数λ和普朗特数Pr对流体流动和传热特性的影响。结果显示：顺流时,表面摩擦系数和努塞尔数均随浮力参数λ的增大而增大;随着Pr数增大,努塞尔数增大而表面摩擦系数减小。逆流时,表面摩擦系数和努塞尔数均随浮力参数λ的增大而减小,随Pr增大而增大。研究结果对于工程中探讨垂直板上浮力参数及普朗特数对表面摩擦力和传热特性的特殊影响具有重要意义。     

表面活性剂对水基纳米流体湍流流动和传热性能的影响

采用聚乙烯吡咯烷酮作为表面活性剂,制备悬浮稳定的水基二氧化硅纳米流体,对水基二氧化硅纳米流体在圆管内的湍流流动和传热性能进行试验研究。结果表明：水基二氧化硅纳米流体的强化传热综合性能随着聚乙烯吡咯烷酮与二氧化硅质量比的增大呈现先增大后减小的变化趋势,聚乙烯吡咯烷酮与二氧化硅的质量比为1∶1的流体的强化传热综合性能最好;固定聚乙烯吡咯烷酮与二氧化硅的质量比为1∶1,水基二氧化硅纳米流体的强化传热综合性能随着二氧化硅纳米颗粒添加量的增加而增强,与纯水相比,二氧化硅纳米颗粒质量分数为6.0%的水基二氧化硅纳米流体的强化传热综合评价因子提高约46%,流动传热综合性能显著改善。     

具有锯齿形波纹壁面的三角形腔体内纳米流体自然对流数值研究

对具有锯齿形波纹加热壁面的三角形腔体内Cu-水纳米流体自然对流传热进行了数值研究。主要分析了Ra数、纳米颗粒体积分数φ以及腔体高宽比A对自然对流传热速率的影响。结果表明,当纳米颗粒体积分数φ和Ra数增大时,热壁面平均Nu数增加。腔体高宽比A对传热速率的影响主要取决于Ra数的大小,当Ra数较小时,由于热传导占主导,A对传热速率的影响明显,而当Ra数增大到106时,腔体内对流换热占主导,流动强度增强,削弱了A对自然对流换热的影响。     

化学气相冷凝合成纳米颗粒反应器研究：Ⅰ.流体流动过 …

建立了化学气相冷凝反应器内层流状况下流体流动的数据模型,采用ＳＩＭＰＬＥＣ算法求解了反应器内速度和压力的分布,并对计算值和文献值进行了比较。考察了Ｒｅｙｎｏｌｄｓ准数,直管出口与撞击面的距离等参数对反应器内流型,轴向中心速度,径向最大速度,沿击板压力分布的影响规律。     

纳米氩颗粒导热性能的非平衡分子动力学模拟

为了研究尺寸变化对纳米颗粒导热的影响,采用非平衡分子动力学模拟方法研究了固定原子壁面边界条件下,平均温度在45 K、边长为3.186～12.744 nm的立方形和半径为4.248～10.62 nm的球形2种纳米Ar颗粒的热导率,并与其他研究者的结果及薄膜的模拟值进行了对比.模拟结果表明,在固壁边界条件下, 2种颗粒的热导率均随着尺寸的增加而趋向块体值,但均小于相同厚度、相同边界条件的Ar薄膜的热导率;球形颗粒的热导率小于边长与其半径相等的立方形颗粒的热导率.     

布朗运动对Cu-水纳米流体传热效率的影响

对三角形腔内Cu-水纳米流体的稳态自然对流传热问题进行数值模拟,建立完全高精度紧致差分方法,研究纳米流体瑞利数、纳米流体体积分数和纳米颗粒布朗运动对纳米流体对流传热效率的影响。数值结果表明,对于所考虑的瑞利数,无论考虑Cu纳米颗粒的布朗运动与否,纳米流体的对流传热效率都随着纳米流体体积分数的增加而增加;同时,当考虑Cu纳米颗粒的布朗运动时,纳米流体的传热效率略高于不考虑布朗运动时纳米流体的传热效率。在此基础上,建立Cu-水纳米流体传热效率与瑞利数、纳米颗粒的体积分数之间的修正模型。