| 题名 | 局部热源温度瞬态变化边界条件下腔体内Cu-水纳米流体非稳态自然对流数值研究 |
| 作者 | 金淑英 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 导师 | 王刚 |
| 关键词 | 纳米流体 自然对流 随时间变化的热壁面温度 局部热源 布朗运动 数值模拟 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 壁面热源温度随时间周期性变化边界条件下的非稳态自然对流换热广泛存在于电子元器件冷却、化学工程及太阳能应用等许多工程应用领域。由于诸如水和油等传统液体的导热性能较差,此类自然对流换热过程的进一步强化受到了限制。已有研究表明,采用纳米流体作为传热介质可以强化自然对流换热。鉴于此类自然对流换热过程在实际应用中的重要性及纳米流体强化传热的潜在应用价值,本文对局部热源温度随时间瞬态变化边界条件下腔体内Cu-水纳米流体的非稳态自然对流进行了数值研究。本文研究具体内容及结论如下:(1)在腔体下壁面局部热源温度随时间按正弦规律变化的条件下,对温度边界构型不同的两种模型(冷壁面和绝热壁面位置分布不同的两种物理模型,用C1和C2来表示)腔体中Cu-水纳米流体的非稳态自然对流进行了数值研究。研究分析了Ra数、局部热壁面无量纲长度B和热源温度正弦变化无量纲振幅a对C1和C2模型腔体内Cu-水纳米流体非稳态自然对流换热特性的影响。计算结果表明,C1和C2模型腔体内Cu-水纳米流体自然对流换热特性均与Ra数、B和a三个参数的取值大小有关。当其中两个参数取值一定时,随另一个参数取值增大,C1和C2模型腔体的局部热壁面时均传热速率均增大,并且C1模型腔体内Cu-水纳米流体自然对流换热效果比C2模型腔体更好。(2)在腔体下壁面局部热源温度随时间按正弦规律变化的条件下,数值模拟并分析了纳米颗粒体积分数φ、局部热壁面无量纲位置D以及腔体高宽比AR对C1模型腔体内Cu-水纳米流体非稳态自然对流换热的影响。通过对数值计算结果的分析得知:随着φ的增大,封闭腔体内Cu-水纳米流体的流动强度和换热能力都呈增强趋势。随着D的增大,腔体内Cu-水纳米流体的流动强度不断增强,但腔体内Cu-水纳米流体自然对流换热速率的增强却不明显。随着AR的不断增大,腔体内Cu-水纳米流体的流动强度增强。此外,封闭腔体内Cu-水纳米流体自然对流传热速率随腔体高宽比的变化趋势与Ra数有关。(3)在考虑布朗运动的条件下,对腔体下壁面局部热源温度随时间按正弦规律变化的倾斜方腔内Cu-水纳米流体非稳态自然对流换热特性进行了数值研究。主要分析了在考虑布朗运动的条件下纳米颗粒体积分数φ、Ra数以及腔体倾角γ对C1模型倾斜方腔内Cu-水纳米流体非稳态自然对流换热的影响。数值计算结果表明,考虑布朗运动对Cu-水纳米流体流动强度的影响与Ra数有关,当Ra数较大时,考虑布朗运动时腔体内Cu-水纳米流体流动强度增强;当Ra数较小时,考虑布朗运动对Cu-水纳米流体流动强度的影响不明显。考虑布朗运动时腔体内Cu-水纳米流体自然对流换热效果优于不考虑布朗运动时,而且考虑布朗运动对腔体内Cu-水纳米流体自然对流换热效果的强化程度随着Ra数的不断增大而增强。腔体倾角对其腔体内Cu-水纳米流体流动性能及换热效果的影响与Ra数大小有关。当Ra数较小时,腔体倾角对其腔体内Cu-水纳米流体流动性能及换热效果的影响均不明显,而当Ra数较大时,腔体倾斜角度的增大不利于腔体内Cu-水纳米流体的流动性能及换热效果。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 90 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/94693]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 金淑英. 局部热源温度瞬态变化边界条件下腔体内Cu-水纳米流体非稳态自然对流数值研究[D]. 2019. |
| 个性服务 |
| 查看访问统计 |
| 相关权益政策 |
| 暂无数据 |
| 收藏/分享 |
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。
修改评论