金属泡沫内纳米流体强化传热研究

摘要

金属泡沫集优良的力学、电磁学和传热学性能于一体,适于做紧凑式换热器.本文基于局部非热平衡模型对纳米流体在金属泡沫通道内的强化换热效果进行了数值模拟,分析了孔隙率、孔密度等泡沫形态参数对纳米流体流动和换热特性的影响并与无纳米颗粒的流体的对流换热特性进行了对比.本文还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,并比较了不同模型对强化换热效果的影响.结果表明,换热性能随孔隙率减小或孔密度增加而逐渐增大,含纳米颗粒的纳米流体可以使得流体压降和换热性能都增加,含纳米颗粒的水在金属泡沫内对流换热时,惯性效应和热弥散效应在流速较大时更为明显,局部非热平衡特性在固体导热系数较大时比较明显.