金属泡沫内纳米流体强化传热研究

工程热物理学报 , 2014, 35(8): 1586-1590.

金属泡沫内纳米流体强化传热研究

徐会金 ^1, , 巩亮 ^2, , 黄善波 ^3, , 屈治国 ^4, , 徐明海 ^5,

1.中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院能源与动力工程系,青岛266580

2.中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院能源与动力工程系,青岛266580

3.中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院能源与动力工程系,青岛266580

4.西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室,西安710049

5.中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院能源与动力工程系,青岛266580

基金项目: 国家自然科学基金(No.51206187) 中央高校基本科研业务费专项资金(No.14CX02106A)

关键词：纳米流体 , 金属泡沫 , 强化换热 , 局部非热平衡模型

Heat Transfer Enhancement of Nanofluid in Metal Foams

Keywords： nanofluid , metal foam , heat transfer enhancement , local thermal non-equilibrium model

金属泡沫集优良的力学、声学、电磁学和传热学性能于一体,易于集成换热器和散热器.本文基于局部非热平衡模型对纳米流体在金属泡沫内的双强化换热效果进行了数值研究,分析了泡沫形态参数和纳米颗粒浓度对其流动和换热的影响.研究了以水作为基本介质的纳米流体在金属泡沫内流动时的二次项效应、热弥散效应以及局部非热平衡效应,比较了不同模型对强化换热效果的影响.结果表明,换热随孔隙率减小或孔密度增加而逐渐增强,纳米颗粒使流体压降和换热性能都增加;对于含纳米颗粒的水,在金属泡沫内对流换热的惯性效应和热弥散效应在流速较大时更明显;局部非热平衡特性在固体导热系数较大时比较明显.

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