納米流體在管道中流動特性的研究.pdf

1、在當(dāng)今這個科技水平飛速發(fā)展的時代里，全球的工業(yè)化水平也隨之日趨先進(jìn)，但是同時也暴露出了相關(guān)的能源緊缺問題，而熱交換設(shè)備對傳熱強(qiáng)度及傳熱負(fù)荷的要求越來越嚴(yán)苛，因此傳統(tǒng)的低導(dǎo)熱系數(shù)的純液體換熱工質(zhì)基本已經(jīng)跟不上工業(yè)發(fā)展的需要，對于新型換熱工質(zhì)（導(dǎo)熱系數(shù)高、傳熱性能好）的研究已經(jīng)越來越重要。正是因為有了這個需求，有的學(xué)者提出了一個顛覆性的概念—納米流體：將納米級尺寸內(nèi)的金屬顆粒或者非金屬顆粒通過一定的形式以及比例添加到傳統(tǒng)的純液體換熱工質(zhì)中去

2、，從而得到這種新型的換熱工質(zhì)。通過學(xué)者們的大量驗證對比，分析得到了它的一些優(yōu)點：較好的導(dǎo)熱能力、良好的穩(wěn)定性、對設(shè)備的磨損小等。
　　假設(shè)本文所研究的納米流體為均勻、單相、不可壓縮的流體，運用了CFD中的FLUENT商用軟件及離散相模型（Discrete Phase Model）方法，分別對去離子水和不同體積濃度的Cu-水納米流體在管道中的的流動特性和換熱特性進(jìn)行數(shù)值模擬，觀察納米流體在相同雷諾數(shù)及相同入口流速條件下的溫度分布云圖

3、及顆粒濃度分布云圖，從根本原因出發(fā)對數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對比分析，為以后的研究提供了一種新思路和新方法。
　　本文應(yīng)用了“兩步法”來制備Al2O3-納米流體，即在去離子水中同時添加分散劑及氧化鋁納米顆粒，然后再通過磁性攪拌等分散手段來獲得穩(wěn)定的納米流體。
　　自行設(shè)計并建立了一套流體流動特性的測試試驗裝置，對不同濃度Al2O3-水納米流體在不同流速下的管內(nèi)流動阻力系數(shù)及壓降進(jìn)行了測量，并與基液水進(jìn)行了對比分析。可以得到如下結(jié)論：