固壁轴向导热论文_孟宇

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固壁轴向导热论文文献综述

孟宇^[1]（2004）在《固壁轴向导热对微小管内对流换热影响的实验研究》一文中研究指出随着微加工技术和MEMS技术的快速发展,当量直径在微米/毫米量级的微细、微小通道在现代工业中被广泛使用,微细/微小管内的对流换热成为当前重要的研究课题之一。由于微加工技术的限制,微细管的壁厚相对于管内径而言较大,常规尺度下被忽略的固壁轴向导热对管内对流换热的影响,在微尺度下需要给以充分的重视。本文采用实验研究和数值分析相结合的方法,研究了固壁导热对微细管内对流换热的影响。实验采用内径为924和952的厚壁不锈钢圆管作为实验管,其外内径之比分别为2.1和2.4。通过对不锈钢管进行直接通电加热产生均匀内热源的方式,实验研究了以去离子水为工质的管内不可压层流换热。当采用文献中常用的算术温差法整理数据求总传热系数时,结果与常规认识一致;当采用忽略固壁轴向导热影响的一维热阻模型整理实验数据时,扣除固壁导热热阻后获得的努谢尔数明显与常规尺度下的理论预测值不同。论文采用FLUENT通用软件对实验工况下的管内对流换热与固壁导热的耦合问题进行了数值模拟。表明管内换热已经进入充分发展阶段,用壁温与当地流体的截面平均温度之差定义换热系数获得的努谢尔数接近4.36, 与常规尺度下等热流边界时的努谢尔数相近。但用忽略管壁轴向导热的一维热阻模型整理数据时,努谢尔数明显大于4.36, 且并且随雷诺数的增大而增大。研究结果表明,管壁轴向导热的作用与大尺度下厚壁管的对流与导热耦合问题相同,采用忽略固壁轴向导热影响的一维热阻模型整理微细/微小管内对流换热可获得偏离常规尺度下理论预测的努谢尔数,取决于条件的不同,所得出的努谢尔数既可大于(固壁有均匀内热源)也可小于(外壁为等温或对流条件)常规尺度下的理论预测值,且随雷诺数的增大而增大,但不能称为微尺度对流换热的新现象。(本文来源于《清华大学》期刊2004-05-01）