较高流速下泡沫金属内流动传热特性的孔尺度模拟

文中以十四面体结构建立不同孔密度(10-40PPI)的泡沫金属孔胞模型,运用FLUENT软件数值研究了在较高流速下(0 m/s~100 m/s)泡沫金属的压降变化与通道的综合换热性能.研究结果表明,较高流速时孔密度与流速对泡沫金属通道流动阻力影响较大;流速为30 m/s时40PPI泡沫金属压降数值较10/20/30PPI分别提高了218.72%,123.87%,66.55%.当流速为80 m/s时,10PPI压降便达到MPa/m.此外,高孔密度的泡沫金属具有更大的对流换热系数,但综合换热因子随流速增大而减少,说明增大流速所增强的换热性能无法抵消多孔结构所导致的压降阻力的增长.通过对压降数据进行分析整理,本文提出了较高流速下泡沫金属内压降的预测公式,与文献数据进行对比发现,压降预测值的最大误差为12.23%,说明该拟合公式能够较好的预测较高流速下泡沫金属内的压降阻力.