Al2O3-H2O纳米流体池内沸腾强化传热实验的曲面响应优化

摘要

为了提高余热回收效率,强化沸腾换热.在池内沸腾强化换热实验中运用Al2O3-H2O纳米流体,研究了Al2O3纳米流体浓度、工件壁厚、热流密度对强化率的影响及最优强化条件.单因素分析结果显示,随着Al2O3纳米流体浓度、热流密度增大,强化率先增大后减小;随着工件壁厚增大,强化率逐渐减小.在单因素分析结果上,采用响应曲面法中Box-Behnken Design (BBD)模型对池内沸腾传热条件优化,得出三个因素对强化率的影响大小为:Al2O3纳米流体浓度＞工件壁厚＞热流密度.并且Al2O3纳米流体浓度与热流密度交互作用对强化率最为显著.通过曲面响应拟合最佳实验条件为:质量浓度1.2 wt％、热流密度83 543 W/m2、壁厚0.45 mm,模拟结果强化率为107％,实验测得最优条件下强化率为106％,与预测接近.