管内Cu-水微米颗粒流湍流强化传热研究

传统光管在高雷诺数下的传热效果不理想,因此提出在水介质中添加微米Cu颗粒作为工作介质来强化管内换热的方法。建立了Cu-水微米流的多相流传热物理模型,采用基于颗粒动力学的欧拉-欧拉双流体模型,对粒径分别为10μm、50μm、100μm和500μm,流速分别为1 m/s、1.5 m/s、2 m/s和2.5 m/s,颗粒体积分数分别为5%、10%、15%和20%进行了传热Nu和阻力损失f数值计算,结果表明:Cu-水微米流的努塞尔数Nu随雷诺数Re和颗粒体积分数的增大而增大,而随粒径的增大而总体趋势减小;摩擦因子f随颗粒体积分数的增大而增大,而随雷诺数Re增大而增小;传热综合性能评价因子η随颗粒体积分数的增大而增大,随着粒径的增大而总体趋势减小。粒径10μm的传热综合性能在研究的粒径范围内最佳,η达到1.1~2.3。