论文摘要
研究了水平放置的同心圆筒封腔内水基氧化铜纳米流体的三维流动与传热行为。同心圆筒内、外壁面分别是温度均匀的高、低温壁面;顶、底壁面均为绝热壁面。纳米流体为具有29nm粒径的球形氧化铜纳米粒子水基悬浮液。采用传统混合理论计算纳米流体的密度、定压热容和热膨胀系数;采用Koo&Kleinstreuer模型计算纳米流体的有效导热系数和有效黏度,同时考虑固-液界面热阻以及纳米粒子布朗运动的影响。研究采用基于人工压缩算法的有限容积法在交错网格上求解了三维Navier-Stokes方程和能量方程,其中对流项的离散采用QUICK格式,扩散项采用中心差分格式离散。分析了瑞利数（Ra=103～2.5×104）和纳米粒子体积分数（?=0～0.04）对纳米流体流动和传热行为的影响。研究发现,在半径比R=2.6、高径比A=1的水平同心圆筒中,当瑞利数较小时（Ra=103）,纳米粒子的加入将会抑制纳米流体流动;随着瑞利数增加（Ra=2.5×104）,低浓度（?≤0.02）纳米粒子的加入将会促进纳米流体流动,进一步增加纳米粒子体积分数,流动强度将减弱。由于氧化铜纳米粒子的加入,纳米流体的传热速率相比于纯水显著提高,并且存在一个最优纳米粒子体积分数?opt,使纳米流体的传热速率达到最大。低瑞利数条件下（Ra=103）,?opt≈0.02,传热速率增加19.0%;高瑞利数条件下（Ra=2.5×104）,?opt≈0.01,传热速率增加12.8%。
论文目录
文章来源
类型: 国内会议
作者: 王唯,曾萍旺,汤伟,廖胜明,李本文
关键词: 纳米流体,自然对流,传热,水平圆筒,布朗运动
来源: 中国力学大会（CCTAM 2019） 2019-08-25
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑
专业: 力学,动力工程
单位: 中南大学能源科学与工程学院,大连理工大学能源与动力学院
分类号: TK124;O35
页码: 2814-2822
总页数: 9
文件大小: 876k
下载量: 33
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