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(上海电力学院 能源与机械工程学院,上海 200090)

换热装置的高效强化传热问题一直备受关注,将螺旋管设备与纳米流体工质相结合的强化传热技术已经得到广泛研究及应用。目前,螺旋管强化传热的研究主要集中于探讨螺旋管尺寸、雷诺数大小、纳米流体浓度、颗粒粒径对其传热性能的影响[1-3]。过去的研究主要分析球形纳米流体在螺旋管内的传热特性,而对非球形颗粒(如棒状形、砖形、刀片形等)纳米流体在螺旋管内传热性能的研究较少。颗粒形状对纳米流体的导热系数和粘度存在不同的影响[4-5],同样对纳米流体传热性能的影响也不同,因此研究纳米颗粒形状对螺旋管传热特性的影响具有重要的意义。

HWANG K S等人[6]实验研究了不同形状的Al2O3-水纳米流体在圆管内的对流换热特性,结果表明,不同形状纳米流体的压降随纳米颗粒尺寸的增大而降低;纳米流体传热强度与颗粒形状、尺寸有关。FERROUILLAT S等人[7]实验研究了球形、香蕉形SiO2-水纳米流体和多边形、棒状形ZnO-水纳米流体在水平圆管内冷却或加热的传热特性,结果表明,香蕉形、棒状形纳米流体的压降分别低于球形、多边形的压降,而多边形氧化锌纳米流体的传热强度大于棒状形。VANAKI S M等人[8]采用单相流法模拟了不同形状SiO2-EG纳米流体在波壁管内的热传递特性,结果表明,血小板形状纳米流体的强化传热强度最高。YU L等人[9]实验研究了球形和非球形Al2O3-PAO纳米流体在圆管内的对流换热,结果表明,在相同体积浓度下,非球形纳米流体的传热强度大于球形纳米流体;非球形纳米流体的压降高于球形纳米流体的压降。……