低雷諾數(shù)下微尺度液體流動與傳熱研究.pdf

1、針對微矩形通道內(nèi)單相層流流動和傳熱特性進行實驗研究，并根據(jù)實驗條件建立數(shù)值模型，采用CFD分析軟件進行更深入的三維數(shù)值模擬研究。微矩形通道寬為50μm，高為200μm，工質(zhì)采用去離子水。模型以有限體積法離散，SIMPLEC方法求解速度、壓力和溫度耦合方程組。探討有恒熱流加熱條件下流速對流動傳熱的影響，討論流體熱物性隨溫度變化對速度場和溫度場的影響。并把實驗數(shù)據(jù)、模擬結(jié)果、理論預測值和文獻參考值比較。結(jié)果顯示，恒熱流邊界條件下，fRe數(shù)實

2、驗值和模擬值與經(jīng)驗值的偏差在0.9~1.1之間，證明傳統(tǒng)流體理論在微尺度下依然適用。由于熱量加入導致流體溫度沿流動方向升高，摩擦系數(shù)沿流動方向有遞減趨勢。Nu數(shù)隨流速的增大而增大，且Nu數(shù)模擬值和實驗值小于經(jīng)驗值。進口處的流動和傳熱都處在發(fā)展階段，有較大的速度梯度和溫度梯度，Nu數(shù)有最大值。只是在L＋=0.2處降到最小值，之后又攀升到充分狀態(tài)時的Nu數(shù)值。在充分發(fā)展段，Nu數(shù)保持不變。這一趨勢一直延續(xù)到出口處，粘性耗散對熱起始段的作用不