磁场环境下W型微通道纳米流体换热性能的实验与仿真研究.docx

磁场环境下W型微通道纳米流体换热性能的实验与仿真研究

目录

内容概览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.2纳米流体换热研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.3磁场对流体特性影响研究进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.4W型微通道结构优势分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.5本课题研究内容及目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

实验系统与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.1实验装置搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.1.1磁场发生装置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

2.1.2微通道制备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

2.1.3测量系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

2.2实验材料与表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

2.2.1基础流体选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.2.2纳米粒子特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

2.2.3纳米流体制备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

2.3实验方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

2.3.1磁场强度设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

2.3.2质量流量范围．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

2.3.3进口温度控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

2.4数据采集与处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

仿真模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

3.1物理模型构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

3.1.1W型微通道几何参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

3.1.2控制方程选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

3.2数值方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

3.2.1网格划分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

3.2.2算法选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

3.2.3边界条件设定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

3.3模型验证与网格无关性检验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

实验结果与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

4.1磁场对纳米流体物性影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

4.2不同工况下努塞尔数变化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

4.2.1磁场强度影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

4.2.2质量流量影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50

4.2.3进口温度影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

4.3磁场对换热系数影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

4.4磁场对流动结构影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．