納米流體在微尺度特斯拉閥中流動(dòng)的數(shù)值研究

編號(hào)：CPJS06179

篇名：納米流體在微尺度特斯拉閥中流動(dòng)的數(shù)值研究

作者：Jin-yuan QIAN Min-rui CHEN Xue-ling LIU Zhi-jiang JIN

關(guān)鍵詞： 納米流體 特斯拉閥 納米顆粒 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)

機(jī)構(gòu)： Institute of Process Equipment MOE Key Laboratory of Efficient Utilization of Low and Medium Grade E

摘要： 目的:微通道以其效率高、體積小等特點(diǎn)在許多領(lǐng)域有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。特斯拉閥是一種沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件的止回閥,在微流動(dòng)控制領(lǐng)域有著明顯的優(yōu)勢(shì)。大量研究表明,將納米流體運(yùn)用到微尺度通道中可明顯提高換熱效率。本文將二者結(jié)合,研究Al2O3-水納米流體在微尺度特斯拉閥中的流動(dòng)特性,為微尺度特斯拉閥以及納米流體的進(jìn)一步研究提供參考。創(chuàng)新點(diǎn):1.將特斯拉閥應(yīng)用于納米流體的微流動(dòng)控制中;2.研究不同的操作條件和不同的介質(zhì)特性對(duì)納米流體在微尺度特斯拉閥中流動(dòng)特性的影響;3.研究納米流體在微尺度特斯拉閥中不同流動(dòng)方向的流體分布和壓力情況,并根據(jù)特斯拉閥的壓降比(反向流動(dòng)壓降/正向流動(dòng)壓降)來(lái)分析特斯拉閥對(duì)微流動(dòng)的控制效果。方法:1.建立微尺度特斯拉閥的三維模型;2.通過(guò)有效性驗(yàn)證的數(shù)值方法,在不同操作條件和不同流動(dòng)介質(zhì)特性的情況下,模擬納米流體在微尺度特斯拉閥中正反兩個(gè)方向的流動(dòng);3.根據(jù)流體在流動(dòng)過(guò)程中的分布以及壓力的變化情況,分析溫度、流體流量和納米顆粒體積分?jǐn)?shù)對(duì)納米流體在微尺度特斯拉閥中流動(dòng)特性的影響。結(jié)論:1.納米流體在特斯拉閥中正向流動(dòng)時(shí),大部分流體進(jìn)入了分叉段中的直通道;而反向流動(dòng)時(shí),大部分流體進(jìn)入了分叉段中的弧形通道,并且隨著流量、溫度和納米顆粒體積分?jǐn)?shù)的增加,主流量的百分比增加。2.當(dāng)納米流體反向流動(dòng)時(shí),在弧形通道出口處的射流對(duì)壓降的影響非常明顯,這是導(dǎo)致反向流動(dòng)壓降大于正向流動(dòng)的重要原因。3.特斯拉閥的壓降比受流量的影響最顯著;在本文的研究范圍內(nèi),壓降比隨著流量的增加而線性增加。