編號：CPJS06179
篇名：納米流體在微尺度特斯拉閥中流動的數(shù)值研究
作者：Jin-yuan QIAN Min-rui CHEN Xue-ling LIU Zhi-jiang JIN
關鍵詞： 納米流體 特斯拉閥 納米顆粒 計算流體動力學
機構： 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、體積小等特點在許多領域有著越來越廣泛的應用。特斯拉閥是一種沒有運動部件的止回閥,在微流動控制領域有著明顯的優(yōu)勢。大量研究表明,將納米流體運用到微尺度通道中可明顯提高換熱效率。本文將二者結合,研究Al2O3-水納米流體在微尺度特斯拉閥中的流動特性,為微尺度特斯拉閥以及納米流體的進一步研究提供參考。創(chuàng)新點:1.將特斯拉閥應用于納米流體的微流動控制中;2.研究不同的操作條件和不同的介質特性對納米流體在微尺度特斯拉閥中流動特性的影響;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(反向流動壓降/正向流動壓降)來分析特斯拉閥對微流動的控制效果。方法:1.建立微尺度特斯拉閥的三維模型;2.通過有效性驗證的數(shù)值方法,在不同操作條件和不同流動介質特性的情況下,模擬納米流體在微尺度特斯拉閥中正反兩個方向的流動;3.根據(jù)流體在流動過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數(shù)對納米流體在微尺度特斯拉閥中流動特性的影響。結論:1.納米流體在特斯拉閥中正向流動時,大部分流體進入了分叉段中的直通道;而反向流動時,大部分流體進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數(shù)的增加,主流量的百分比增加。2.當納米流體反向流動時,在弧形通道出口處的射流對壓降的影響非常明顯,這是導致反向流動壓降大于正向流動的重要原因。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,壓降比隨著流量的增加而線性增加。
