【摘要】：封閉腔體內(nèi)的自然對流問題是一個(gè)經(jīng)典的對流換熱問題,在許多領(lǐng)域都有十分重要和廣泛的應(yīng)用,因而日益得到重視。在液體中添加納米粒子,會(huì)顯著的提高流體的熱導(dǎo)率。因此納米流體的熱流動(dòng)問題廣泛應(yīng)用于制冷系統(tǒng)、電子元件散熱、汽車制造、冰箱制造等工業(yè)應(yīng)用中。在過去的幾十年里,已有許多學(xué)者對納米流體的流動(dòng)問題進(jìn)行了深入廣泛的研究。然而,大多數(shù)的研究都采用牛頓流體作為基液,忽略了基液為非牛頓流體的情況。事實(shí)上,納米顆粒體積分?jǐn)?shù)較大的納米流體和碳納米管納米流體常常表現(xiàn)出非牛頓流體的性質(zhì)。因此,對非牛頓流體的研究很有必要。本文采用格子Boltzmann方法數(shù)值模擬了局部受熱方腔內(nèi)冪律納米流體的自然對流問題。其中,納米流體的基液是水,納米顆粒為銅。文中細(xì)致地分析考察了幾個(gè)重要參數(shù)的變化對流體流動(dòng)和傳熱的影響,不同參數(shù)的變化范圍如下:Rayleigh數(shù)(64≤≤1010 Ra),納米顆粒體積分?jǐn)?shù)(≤≤?1.00),冪律指數(shù)(≤≤5.15.0 n),熱源長度(≤≤8.01.0 h)和熱源位置(≤≤75.025.0py)。結(jié)果表明,Rayleigh數(shù)和納米顆粒體積分?jǐn)?shù)的增加都會(huì)導(dǎo)致平均Nusselt數(shù)增加,傳熱增強(qiáng)。并且,不同冪律指數(shù)的納米流體對熱傳導(dǎo)過程也有著明顯影響,在Rayleigh數(shù)較大時(shí),剪切變稀流體(n=5.0)更有利于傳熱。此外,熱源長度和位置也同樣影響流體的流動(dòng)和傳熱,傳熱速率隨著熱源長度的增加而增加并且當(dāng)熱源在方腔下半部分時(shí)更有利于傳熱。
【圖文】：

問題工況圖4.1為局部受熱方腔內(nèi)受水平溫度驅(qū)動(dòng)的冪律納米流體自然對流工況圖，納米流體的基液為水，納米顆粒為銅(Cu)

(4.26)4.2 模型驗(yàn)證我們通過模擬方腔內(nèi)納米流體(水-Cu)的自然對流來驗(yàn)證當(dāng)前算法的準(zhǔn)確性。圖4.2(a)給出了水平中心線上的溫度曲線，，并與 Khanafer 等人[26]以及 Jahanshahi 等人[58]的結(jié)果進(jìn)行對比。通過此圖可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)前數(shù)值結(jié)果與文獻(xiàn)中給出的結(jié)果吻合的很好，從而論證了當(dāng)前算法的有效性。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TK124;O373

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 朱冬生;李新芳;汪南;王先菊;;納米流體相變蓄冷材料的基本特性與應(yīng)用前景[J];材料導(dǎo)報(bào);2007年04期

2 王補(bǔ)宣,李春輝,彭曉峰;納米顆粒懸浮液穩(wěn)定性分析[J];應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào);2003年02期

3 胡志勇;當(dāng)今電子設(shè)備冷卻技術(shù)的發(fā)展趨勢[J];電子機(jī)械工程;1999年01期

本文編號(hào)：2602497