山东省自然科学基金(ZR2010EM056)
- 作品数：5 被引量：19H指数：3
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- 相关机构：山东省科学院中国科学院更多>>
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- 相关领域：动力工程及工程热物理更多>>
- 加热热通量对微柱群通道内强迫对流换热的影响被引量：2
- 2010年
- 以去离子水为工质,流经宽度3.5mm、长度40mm的叉排微柱群板,微柱群由直径500μm,高度分别为500、750、1000μm的微柱组成。实验研究微柱群内部加热热通量对换热特性的影响。采用电加热棒进行加热,测量微柱群板Reynolds数在100～1000之间时的进出口温度与流量,进而获得微柱群内部Nusselt数。研究结果表明,加热热通量对微柱群换热特性有重要影响。一方面,加热热通量的增大导致工质平均温度升高,工质Prandtl数降低,削弱了工质的换热能力;另一方面,加热热通量的增大降低了工质黏度,加剧了工质热运动,扰动增强,强化了工质的换热能力。当Re较低时,加热热通量的增大由于削弱了端壁面效应对换热的不利影响,同时增加了壁面与工质之间的温差,从而导致换热强化;随着Re的增大,端壁面效应减弱,因而加热热通量的增大对微柱群内部换热的影响减弱。
- 张承武刘志刚管宁
- 关键词：对流换热NUSSELT数
- 壁面加热热流密度对微柱群内部换热特性的影响
- 2013年
- 采用实验与数值模拟相结合的方法研究去离子水在不同加热热流密度下流过叉排排列微柱群内部时工质热物性对对流换热的影响规律.实验中采用电加热棒对一体化微柱群散热元件进行加热,测得不同加热功率下微柱群内部努塞尔数(Nu);同时建立考虑粗糙度影响的三维数学模型模拟了该实验段在不同热流密度下的温度场与换热特性,并与实验结果进行了对比.研究发现:工质热物性随着温度变化对微柱群换热特性有着较为明显的影响,且数值模拟结果略高于实验值;对流换热系数均随加热热流密度增加而略有增大,且低雷诺数(Re)下该现象更为明显;定义了不同的影响因子来对各热物性参数的影响进行定量分析,发现动力黏度对微柱群内换热特性影响最大,影响因子接近10%.
- 管宁刘志刚张承武梁世强
- 关键词：对流换热
- 叉排微柱群内顶部缝隙对传热效率的影响被引量：6
- 2012年
- 以去离子水为工质,实验研究了直径为500μm、高度为500μm以叉排排列的微柱群内顶部缝隙对传热效率的影响规律。采用电加热棒进行加热,测量微柱群板Reynolds数在8～400之间在不同顶部缝隙时的进出口温度与流量,获得微柱群内流动阻力系数及Nusselt数,进而掌握微柱群内传热效率与Re关系。研究结果表明,在较低Re时,顶部缝隙对微柱群内流动阻力和Nu影响较小;随着Re增加,其对流动阻力与Nu的影响越来越显著。微柱群传热效率一开始随着Re增加而快速增加,随着Re进一步增加,其传热效率开始缓慢增加甚至出现下降。根据实验结果,尽管微柱群顶部缝隙存在降低了其内Nu,但提高了微柱群的传热效率。
- 刘志刚张承武管宁
- 关键词：传热效率NUSSELT数
- 顺排微柱群内部层流流动特性被引量：12
- 2011年
- 采用实验与数值模拟相结合的方法,研究了去离子水在低Reynolds数下流过顺排微柱群内部时的速度场、压力场以及流动阻力特性。实验测量了柱直径为0.5 mm,柱高度分别为1.00、0.75、0.50、0.25 mm的顺排微柱群的阻力系数,发现在端壁面效应的作用下,微柱群内阻力系数随柱高增加而减小,且现有关联式对实验结果预测并不理想。因此建立了三维不可压数学模型,数值模拟了柱间距分别为0.75、1.00、1.25 mm,柱高度分别为1.00、0.75、0.50、0.25 mm,行数分别为3、5、7、9,列数分别为5、10、15、20的顺排排列微柱群的内部流场及旋涡的分布,在此基础上获得了顺排微柱群流动阻力的新型计算关联式。研究发现,随着柱间距的增大,流场内旋涡增多,流动阻力增大。此外,顺排微柱群内部阻力系数随着柱高的增加、列数减少而减小,而微圆柱排数对阻力系数的影响在本文研究范围内不明显。研究还表明,本文所得关联式在40
- 管宁刘志刚张承武
- 关键词：层流流动旋涡
- 尺度效应对低Reynolds数下微/小柱群通道内对流换热的影响被引量：6
- 2011年
- 引言自20世纪90年代,随着超大规模集成电子及微电子机械系统（MEMS）的迅猛发展,其散热问题逐渐成为一个研究热点[1],而柱群结构是解决这一问题的重要方法之一。柱群能大幅增加换热结构的面体比,同时柱之间的相互扰动使流动发生转捩,从而能对高热通量场合进行有效冷却,
- 刘志刚张承武管宁王建梅
- 关键词：对流换热
