纳米流体在内置扭带管的传热数值模拟
2015-02-19孙斌,刘彤
东北电力大学学报 2015年2期
关键词:模型
孙 斌,刘 彤
(东北电力大学能源与动力工程学院,吉林吉林132012)
在换热管中使用涡流发生器使流体产生旋转强化传热的方法越来越引起了人们的关注。常见的涡流发生器有静态混合器、螺旋扭带、错开扭带、螺旋线圈、螺旋叶片和螺旋刷等,有的已成为产品在实践中有了较好的应用[1]。而在管内插入扭带可以达到强化换热的目的也已被很多学者证实[2],其主要原因是使管内流体产生旋转并引起二次流,促进径向混合,在离心力影响下使管中心流体和壁面边界层流体充分混合,在换热壁面附近造成一个温度和速度变化均比较显著的边界层区域,从而达到强化传热效果[3]。
自1995年美国Argonne国家实验室的Choi[4]等人提出了纳米流体的概念以来,围绕着纳米流体的强化传热,国内外的研究人员分别测定了不同种类、不同体积份额的纳米流体的导热系数[5,6]。研究结果表明,在液体中加入纳米颗粒,可以显著的提高液体的导热系数,所以纳米流体在强化传热方面有广阔的研究前景。而前人在纳米流体的研究中,大多致力于纳米流体传热性能的研究。X.F.Li等[7]实验研究了溶液的pH值及表面活性剂对Cu-水纳米流体热导率的影响。结果表明Cu-水纳米流体的热导率与纳米颗粒的质量分数、溶液的pH值以及表面活性剂SDBS的用量密切相关。在最佳pH值和最佳SDBS用量下,加入0.1%质量分数纳米Cu粉时,热导率提高10.7%。结果表明,紊流状态下纳米流体的对流传热系数和Nu数随雷诺数的增加而增加。……
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