三角形微肋结构参数对微通道内流体流动与传热的影响开题报告

 2021-08-08 12:08

1. 研究目的与意义

自20世纪以来,科学技术的飞速发展、机械加工技术的日益精进以及社会生活的实际需求,使得人们的认知开始由宏观转向中观、微观。

微型化成为工业、医疗、电子、精密仪器等许多领域的必然发展。

微型器件的应用和发展不可避免地导致大量微尺传质传热的问题。

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2. 国内外研究现状分析

对于微通道的传热性以及流动性的影响,国内外专家做了许多研究,其中大多数以数值模拟或者实验的研究方法,但是也有少数人采用数值模拟与实验结合的方法展开研究。

Kosar等[1]对去离子水在微针肋阵列微通道内的流动与传热特性分析,结果表明宏观尺度经验关系式不再适用于微尺度的流体流动与传热。

朱玉璞[2]等主要采用数值模拟的方法研究了不同形貌的粗糙度对矩形微通道内层流流动和换热的影响。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:自学FLUENT、AnsysWorkbench Meshing等软件,采用Pro/E建立三维模型,运用CFD对模型内部的传热与流动进行数值模拟,比较去离子水在不同微肋参数下微通道的传热性能与流动性能。

具体工作如下:采用Pro/E建立不同的不规则三角形微肋矩形微通道三维数值模型,改变微通道内三角形微肋的排布方式,运用CFD软件对模型内部的传热与流动进行数值模拟,得到通道内流体的速度场、温度场和压力,计算压降、摩擦阻力系数和努赛尔数,研究蒸馏水在微通道内不同微肋参数下对传热和流动的影响。

研究计划:第1~3周:收集和翻译相关文献并进行整理,学习数值模拟过程中用到的软件 ;第4~6周:使用软件进行简单的数值模拟计算,结合理论知识和相关文献的例子确认软件操作的熟练度和确保数值模拟过程的准确性;第7~13周:建立不同微肋参数下不同的三角形微肋矩形微通道三维数值模型,通过模拟不同微通道的微肋结构的形式以及微肋结构的尺寸和微肋结构的间距大小,研究不同微肋参数对传热性能和流动性能的影响,将模拟结论与文献中的结论进行比较,验证模型的准确性。

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4. 研究创新点

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