平行小通道直冷板传热特性实验研究

作为两相冷却技术的核心部件,直冷板的传热特性越来越受到关注。本文基于泵循环两相流实验系统,设计了一块平行小通道直冷板,直冷板流道区域尺寸为140 mm×50 mm,包含21根通道,通道截面尺寸为1.5 mm×1.5 mm,通道间由0.5 mm厚的肋片分隔。通过改变制冷剂进口温度、流量以及热流密度,分析平行小通道直冷板流道内部不同区域壁面温度及表面传热系数的变化规律。结果表明,制冷剂热流密度0.5 W/cm^(2)、进口温度15℃、质量流量150 kg/h时,不同流道内壁面温度均沿流动方向呈单调上升趋势;当制冷剂热流密度升至6 W/cm^(2),壁面温度先升高后趋于稳定,中间流道的壁面温度均高于周边流道。在低热流密度下,直冷板流道内部不同位置的表面传热系数沿流动方向基本不变;而在高热流密度下,流道出口处的表面传热系数呈现上升的趋势,最大增幅为21%。与壁面温度相似,周边流道的表面传热系数高于中间流道,表面传热系数相差7%~24%。

小通道平行流扁管内纳米流体的流动换热特性研究

本文对TiO2-水,Cu水和SiO2-水3种纳米流体在一种多孔小通道平行流扁管中的单相流动换热特性进行了实验研究。该扁管矩形通道水力直径1.67 mm,整个实验过程Re变化范围976200。实验结果表明:纳米流体起到强化换热效果的同时,也伴随着阻力的增加。此外,纳米流体相对于基液,出现了转捩提前现象。Nu随体积浓度的增加,先增加后减小,使得每种纳米流体都存在一个最优浓度。0.01%的TiO2-水纳米流体在Re=6200时,Nu增长最大,达到43%。最后,利用性能评价标准对纳米流体的适用性进行了综合评定,0.01%的TiO2-水纳米流体具有最佳性能。

微翅片扁管中纳米流体的流动换热特性研究

本文对SiC-水纳米流体在3种多孔平行流矩形通道扁管中的流动与换热特性进行了实验研究。第一种扁管是光滑管,另外两种是带有不同间距的微翅片结构的管道。纳米流体的体积分数为0.005%、0.01%和0.1%,Re范围为150～5300。实验结果表明:微翅片结构对纳米流体的流动特性没有明显的影响;微翅片肋片间距对纳米流体的换热特性有一定的影响。微翅片的存在引起纳米流体在微翅片管段的强化程度低于光滑管道。最后,利用性能评价标准对纳米流体的综合性能进行了评定,表明在光滑管中Re≈5100时,0.01%的纳米流体的PEC达到最大值为1.68。