动载对含相变胶囊制冷剂自然对流换热影响

发布时间：2024-03-09 04:32

　　作为一种能有效的强化对流换热的新型功能性热流体,相变微胶囊悬浮液在生产生活中具有很高的应用价值。本文主要对相变微胶囊悬浮液的自然对流性能以及动载对其影响进行了研究。论文首先建立了二维封闭方腔侧加热自然对流模型,使用Fluent软件进行了模拟计算。通过比较数值计算结果与参考文献值,验证了模型和计算方法的正确性。其次,基于等效比热模型建立了含有相变微胶囊的悬浮液自然对流的数学模型,分析了相变微胶囊对于对流换热的强化作用。结果表明,在相同瑞利数的情况下,不同体积分数的相变微胶囊悬浮液的温度分布基本相同,随着悬浮液体积分数的增加,流体粘度增大且流速降低,悬浮液的强化作用随着微胶囊体积分数的增大而增大,体积分数为0.15的悬浮液的对流换热强度提升了约25%;在相同体积分数情况下,方腔内对流换热强度随着瑞利数Ra的增大而增大。随后,基于等效比热模型建立了三维方腔下的相变微胶囊悬浮液自然对流模型。考察了三个坐标轴方向以及复合情况下动载对悬浮液对流换热性能的影响。数据表明,在与温度梯度和重力均垂直的方向上,动载对于对流换热强度的影响主要取决于其大小,随着动载的增大,对流换热强度也随之增大。在与温度梯度...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1相变微胶囊微观结构

由于相变材料选择的灵活性，所以添加相变微胶囊的传热介质可以满足，具有很强的适用性。与之相比，目前投入大规模商用的相变蓄能技术仅以及一些无机水合盐，它们的缺点是传热性能较差导致的储热能力降低。度，目前还未有成熟的应用，所以相变微胶囊材料具有广泛的应用前景。统的储能或传热工质相比，相....

图2.1竖平板上的自然对流边界层

对流[24]。自然对流及其换热过程普遍存在于日常生活和工业生产当中，比环流、无风扇被动散热的电子元器件、房屋内的暖气供应、小型电机和室以及发生火灾时有害烟尘的蔓延等。与强迫对流不同，自然对流过程中并产生对流的原因是因为不均匀的温度场导致了流体内部不均匀的密度场，部的浮升力是流体运....

图2.2封闭腔内侧加热自然对流示意图

图2.2封闭腔内侧加热自然对流示意图腔内自然对流，通常用努赛尔数Nu（Nusselt），来评价腔体hLNu热系数，为导热系数，L为方腔的特征长度。腔内自然对流，流动的发展主要经历三个阶段[30]：初始流动阶阶段。初始阶段时，流体的流动状态类似于竖立的热平板在大的....

图2.3高宽比和Ra对流态的影响

图2.3高宽比和Ra对流态的影响胶囊悬浮液囊悬浮液是通过向单相流体中加入相变微胶囊颗粒而形成的一种混合包裹着相变材料，在相变过程中能吸收和放出大量的热量，使得制得的合液在相变温度范围内具有很大的等效比热[33]。一般来说，相变微胶囊流体，其物理性质受载流体和芯材两种材料的....

本文编号：3922905