光滑矩形微通道液体单相流动和传热的数值研究.pdf

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第卷增刊工程热物理学报4#,2600,

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光滑矩形微通道液体单相流动和传热的数值研究
云和明‘程林‘王立秋“曲燕‘

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89山东大学空间热科学研究中心,山东济南:;9<香港大学机械工程系,香港=

5
摘要采用3)>方法对水在矩形光滑微通道内的流动和传热特性进行了数值模拟计算结果表明徽通道的长径比、当

5
量直径、高宽比和孔隙率都对其流动和传热有着不同程度的影响在保持长径比大于!而使流动的入口效应可忽略的前
提下,分别模拟了当量直径,高宽比和孔隙率对微通道流动和传热的影响,得到了各种工况下的流动和传热规律5

关锐词微通道<3)><数值模拟<当量直径

??5
中图分类号−≅9Α文献标识码?∋文章编号:Β一Β9Χ8!=26ΔΔΕ刁ΒΒ一Α

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5
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9前言效.5_/Π等⎯Τ,利用数值模拟和解析相结合的方
法得到不同截面和雷诺数条件下微通道的层流阻力
,
根据目前的和理论研究发现微尺度单相5
实验系数
流可达比尺高得多的换热系数,微尺
动到常规度度本文采用3)>方法对光滑矩形微通道在不同
。
下的流动和传热问题也日益受到研究人员的重视、、
长径比当量直径高宽比和孔隙率下的流动和传
、
,9∴,
Κ6等测量了氮气氢气和氢气在硅微热情况进行数值模拟得到了在各种条件下矩形微
,
。
通道的流动特性结果表明阻力系数比常规尺度通道流动和传热规律
,
高9]、Β]层流向紊流转变的临界雷诺数为

,5
Β:、⊥在紊流区努赛尔特数比常规理论要高几何模型及描述

、
0Γϑ7等,Τ∴对水在不锈钢微通道的流动和传热进行图Ε8Π=8[=为微通道换热器及微通道几何模
,,
了实验研究,结果表明微通道的几何尺寸对其流动型的示意图它由一系列的矩形微通道组成其上

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和传热有着重要的影响.丫Κ6ΞΑ9对不同面体比光有盖板密封且绝热,均匀热流由底面加入,冷却介

5
滑梯形硅微通道的的流动和传热进行了实验研究,结质流过微通道时将热流带走由于每个槽道的几何

,
果表明微通道的阻力系数受其面体比的影响很大,形状以及温度和速度边界条件均对称故可取两个

一5。
证明&2方程在微通道当量直径为:⊥微米时还有通道间中心线所夹区域为计算区域微通道的固体