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《华南理工大学》 2010年
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纳米流体和非纳米流体在微槽道中沸腾换热的对比研究

陈海洋  
【摘要】: 由于尺度的微细化,流体在微槽道内的流动和换热与常规槽道有很大区别,因此研究微尺度条件下流体的流动换热规律,对于推动科学技术的发展有重要意义。另外,由于设备的微型化和紧凑化,必然要求我们采用新的传热工质。进入20世纪90年代以来,许多学者尝试将纳米流体应用在强化传热领域,然而,将其应用在微尺度强化传热,迄今鲜有报道。本文以体积分数为0.5%Al2O3-水和去离子水为工质,对高为2mm,宽分别为0.6mm、1mm、2mm的铝制矩形微槽中的两相传热特性与压降特性进行了对比研究。 两相流对流换热的实验结果表明:与原基液相比,在相同的工况下,采用Al2O3纳米流体为工质时,其传热系数增大,对于本实验,传热系数可提高7%-12%。随着质量流速的增大,微槽的传热系数会略有上升,但变化不大,说明质量流速对于Al2O3纳米流体和去离子水的传热系数没有明显的影响。两种工质的传热系数均随着热流密度的增加而增加,另外还对传热系数和热流密度的关系进行了拟合。在不同的进口温度下,工质的传热系数基本上重合,说明入口温度对于两种工质的饱和沸腾传热系数没有明显的影响。在同样的热流密度和质量流速下,槽道尺寸的大小对工质的传热系数有较大影响,槽道尺寸越小,传热系数越大,也就是说当量直径越小,换热效果越好。最后对本实验结果和已有的关联式进行了比较,结果表明现有的关联式都不能很好的预测本实验结果。 两相流流动实验结果表明:在去离子水中加入纳米流体会增加流体的两相摩擦压降,但是增幅不大。两种工质的两相摩擦压降均随着出口干度的增大而增大。在同一出口干度条件下,质量流速越高,工质的两相摩擦压降越大。在不同进口温度,同一槽道的各变化曲线在误差范围内是吻合的,进口温度对两相摩擦压降没有实质影响。槽道尺寸的大小对两相摩擦压降有较大影响,尺寸更小的微槽道其两相摩擦压降要更大一些。在相同的工况下,Al2O3-水的压力波动范围要大于去离子水,另外,两种工质的压力波动均随着热流密度的增加而增加。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TK124

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【参考文献】
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1 郭廷玮,朱庭英,李强,邓中山,毕月虹;竖直狭缝通道中液氮沸腾强化换热的实验研究[J];低温工程;2002年04期
2 刘冬,彭晓峰,王补宣;微尺度沸腾的压力扰动模型[J];工程热物理学报;2000年02期
3 宣益民,李强;纳米流体强化传热研究[J];工程热物理学报;2000年04期
4 张丽春,葛新石,马同泽,张正芳;微槽平板热管传热性能的实验研究[J];工程热物理学报;2003年03期
5 谢华清,王锦昌,奚同庚,刘岩;SiC纳米粉体悬浮液导热系数研究[J];硅酸盐学报;2001年04期
6 戴闻亭,李俊明,王补宣,陈骁;细圆管内氧化铜颗粒悬浮液流动与对流换热的实验研究[J];工业加热;2002年05期
7 颜晓虹;唐大伟;王际辉;;矩形微槽内水的流动沸腾压降特性实验研究[J];华中科技大学学报(自然科学版);2007年05期
8 过增元;国际传热研究前沿──微细尺度传热[J];力学进展;2000年01期
9 罗小平;陈海洋;;矩形微槽道内对流换热的试验研究[J];石油机械;2009年11期
10 孙淑凤,吴裕远;液氮在狭缝通道内受迫流动沸腾换热的实验研究[J];西安交通大学学报;2001年05期
【共引文献】
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1 李大成,周大利,刘恒,张萍,张云,龚家竹;纳米TiO_2的特性[J];四川有色金属;2002年03期
2 任成军,李大成,钟本和,周大利,刘恒,龚家竹;影响TiO_2光催化活性的因素及提高其活性的措施[J];四川有色金属;2004年04期
3 钱翼清,赵平,王卫华;烷基化纳米SiO_2/MMA乳液聚合物及其对PC的改性研究[J];工程塑料应用;2002年01期
4 王孝军,杨杰,龙盛如;纳米材料及其在工程塑料改性中的应用[J];工程塑料应用;2002年10期
5 刘建林,肖久梅,史孝群,龚春秀,马文江;纳米CaCO_3填充环氧树脂分散技术及力学性能研究[J];工程塑料应用;2003年03期
6 惠雪梅,张炜,王晓洁;环氧树脂/SiO_2,纳米复合材料性能的研究[J];工程塑料应用;2004年02期
7 安骏,吴海霞,辛寅昌;防高能辐射的树脂/纳米铅复合材料的制备及研究[J];工程塑料应用;2004年12期
8 郑海忠,张坚,鲁世强,徐志锋;选区激光烧结制备PS/Al_2O_3纳米复合材料的研究[J];工程塑料应用;2005年09期
9 安骏;刘吉华;辛寅昌;;树脂纳米铈防辐射复合材料的制备及其性能研究[J];工程塑料应用;2006年08期
10 郭冬勇,赵德国;纳米材料的现行测量技术[J];安徽教育学院学报;2002年06期
【同被引文献】
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1 雒晓卫;于溯源;唐辉;;HTR-10中石墨粉尘在热气导管中的沉积[J];核动力工程;2006年04期
2 王英杰;阳宁;金星;;垂直管道中固体颗粒运动轨迹研究[J];金属矿山;2011年05期
3 付娟;宁智;姜大海;李军;卢晓;;热泳力作用下柴油机微粒在冷却通道中沉降规律研究[J];内燃机学报;2007年03期
4 赵晓东;张凯;田福真;;纳米颗粒在人类鼻腔中沉降率的研究[J];力学学报;2011年03期
5 于海群;左然;陈景升;彭鑫鑫;;MOCVD水平式反应器中热泳力对沉积过程中反应前体浓度分布的影响分析及数值模拟[J];人工晶体学报;2011年04期
6 杨向萍,段学臣,周建;纳米TiO_2的制备方法及其进展[J];稀有金属与硬质合金;2001年01期
7 王莉娟;丁文军;;纳米毒理研究进展[J];中国药理学与毒理学杂志;2007年01期
8 张凯;于明州;林建忠;;纳米颗粒在人类支气管中沉降率的研究[J];中国计量学院学报;2010年02期
9 李兴华;曹凤梅;;国际上用于确定湿空气密度的通用公式[J];国外计量;1983年05期
【二级参考文献】
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1 谢华清,王锦昌,奚同庚,刘岩;富碳纳米SiC粉末的氧化除碳[J];材料科学与工艺;2000年04期
2 王补宣,李宏,彭晓峰;吸附作用在纳米颗粒悬浮液换热强化中的试验与机理研究[J];工程热物理学报;2003年04期
3 彭晓峰,王补宣,胡杭英;沸腾核化的异相扰动与叠加模型[J];工程热物理学报;1996年04期
4 谢华清,王锦昌,奚同庚,刘岩;SiC纳米粉体悬浮液导热系数研究[J];硅酸盐学报;2001年04期
5 谢华清,吴清仁,王锦昌,奚同庚,刘岩;氧化铝纳米粉体悬浮液强化导热研究[J];硅酸盐学报;2002年03期
6 戴闻亭,李俊明,王补宣,陈骁;细圆管内氧化铜颗粒悬浮液流动与对流换热的实验研究[J];工业加热;2002年05期
7 胡金刚;;中国航天器热控制技术进展[J];航天器工程;2001年01期
8 谢华清,奚同庚,王锦昌;纳米流体介质导热机理初探[J];物理学报;2003年06期
9 宋又王,虞吉林,付绍银;KDR-1固体液体导热系数快速测定仪[J];仪器仪表学报;1985年04期
10 过增元;;当前国际传热界的热点——微电子器件的冷却[J];中国科学基金;1988年02期
【相似文献】
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1 徐立;赖喜锐;王斌;徐进良;;脉冲加热下微加热器在Al_2O_3纳米流体中的沸腾换热[J];化工学报;2011年03期
2 刘振华;廖亮;;纳米流体池内沸腾时传热面上的吸附和烧结现象[J];上海交通大学学报;2007年03期
3 王维;罗小平;;微槽道中纳米流体沸腾换热特性研究[J];低温与超导;2011年04期
4 吕伦春;刘振华;;底部封闭竖直细管内纳米流体的沸腾特性和临界热通量[J];航空动力学报;2007年06期
5 徐立;李玉秀;徐进良;刘国华;;微通道中纳米流体流动沸腾换热性能研究[J];高校化学工程学报;2011年04期
6 吴轩,宣益民;基于晶格—Boltzmann方法的纳米流体流动和传热模型[J];工程热物理学报;2003年01期
7 张巧慧;朱华;;新型传热工质纳米流体的研究与应用[J];能源工程;2006年02期
8 罗小平;唐杨;程炜;;矩形微槽道纳米流体饱和沸腾临界热流密度特性[J];低温与超导;2010年09期
9 谢华清,奚同庚,王锦昌;纳米流体介质导热机理初探[J];物理学报;2003年06期
10 彭玉辉,黄素逸,张洪伟;纳米技术在传热领域中的应用与展望[J];节能;2004年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈今茂;易如娟;;纳米流体及其在冷却液中的应用[A];中国汽车工程学会燃料与润滑油分会第13届年会论文集[C];2008年
2 刘四美;武卫东;武润宇;韩志明;;氧化锌纳米流体对氨水降膜吸收影响的实验研究[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
3 钱明;沈中华;陆健;倪晓武;李强;宣益民;;激光照射纳米流体形成散斑的数值模拟研究[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
4 陈今茂;易如娟;;新型发动机冷却液的研究与发展[A];中国汽车工程学会燃料与润滑油分会第十四届年会论文集[C];2010年
5 Innocent Nkurikiyimfura;王燕民;潘志东;胡大为;;磁场中磁性纳米流体热导率的研究[A];颗粒学最新进展研讨会——暨第十届全国颗粒制备与处理研讨会论文集[C];2011年
6 王华睿;沈建琪;李海将;陈先庆;张秋长;;布朗运动和定向流动下激光自混频的研究[A];中国颗粒学会第七届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2010年
7 周生启;倪睿;夏克青;;氧化铝(A1_2O_3)纳米流体的自然对流热输运研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
8 周生启;;湍流热对流、纳米流体和海洋现象的实验研究[A];中国科协第235次青年科学家论坛——极端复杂测试环境下实验力学的挑战与应对[C];2011年
9 王志阳;杨文建;聂雪丽;杨怀玉;;瞬态热丝法测量纳米流体的导热系数[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
10 田东波;沈青;谢翀;樊菁;;验证模拟过渡领域微槽道流动的LBM方法[A];2003空气动力学前沿研究论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 涵薏;新型换热介质研制的领军者[N];上海科技报;2010年
2 记者 孙玲;高科技开启智慧之门[N];上海科技报;2003年
3 印高乐;新型超重力设备应用领域广[N];中国化工报;2003年
4 记者 刘霞;美研发出模拟血管结构的复合材料[N];科技日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 钟勋;氧化铝纳米流体在发动机油冷器中的强化传热研究[D];浙江大学;2010年
2 张邵波;纳米流体强化传热的实验和数值模拟研究[D];浙江大学;2009年
3 方晓鹏;纳米流体热质传递机理及光学特性研究[D];南京理工大学;2013年
4 廖亮;减阻型纳米流体的管内流动与换热特性实验研究[D];上海交通大学;2009年
5 赵佳飞;纳米流体辐射特性机理研究及其在太阳能电热联用系统中的应用研究[D];浙江大学;2009年
6 倪煜;以纳米流体为工质的自然循环太阳能集热系统研究[D];浙江大学;2011年
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10 陈俊;纳米流体输运性质作用机理的分子动力学模拟研究[D];清华大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈海洋;纳米流体和非纳米流体在微槽道中沸腾换热的对比研究[D];华南理工大学;2010年
2 鲍然;纳米流体强化倾斜微槽道热管换热特性的实验研究[D];上海交通大学;2010年
3 刘坤;微槽道内纳米流体相变传热研究[D];华南理工大学;2010年
4 廖寿学;矩形微槽道内纳米流体流动阻力特性研究[D];华南理工大学;2011年
5 谢宁;纳米流体沸腾换热研究[D];浙江大学;2010年
6 陈朗;矩形微槽道纳米流体CHF影响因素分析[D];华南理工大学;2013年
7 王玉谦;高聚物基铜纳米流体传热和流动特性的数值模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
8 程炜;纳米流体在矩形微槽内临界热流密度研究[D];华南理工大学;2010年
9 徐淼;纳米流体的热物性及在波壁管内流动特性研究[D];大连理工大学;2010年
10 姜强;纳米流体管内流动的悬浮稳定性研究[D];天津大学;2010年
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