微细铜丝在水中自然对流换热

• 作者: 刘志刚 张承武 管宁
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 微丝 自然对流 Nusselt数 边界层
• 年，卷（期）: 2012,（7）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 2070-2076
• 分类号: TK124
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0438-1157.2012.07.011

摘要

采用实验与数值模拟相结合的方法分别研究了封闭空间内水平放置的直径为39.9、65.8、119.1 μm的微细铜丝(微丝)在水中的对流换热,分析了微丝表面自然对流换热特性及机理.实验通过焦耳加热的方法测量了不同直径微丝在水中自然对流的传热系数及Nusselt数.同时建立三维不可压数学模型对微丝在水中的自然对流进行数值模拟,并将计算结果与实验值进行了对比.研究表明,数值模拟结果与实验值基本吻合,微丝在水中自然对流的传热系数随直径减小而显著增大,Nu则明显减小,且Nu随热通量增加的变化率也随直径减小而明显降低；微丝表面边界层厚度随直径减小而变薄,但边界层厚度与微丝直径的比值则逐渐增大；另外,对比微丝与常规尺度圆管表面自然对流的流场、温度场以及边界层分布,发现相同温差下微丝表面自然对流换热的边界层与常规尺度下沿壁面由底部向上发展的形状不同,而是沿微细丝表面呈椭圆形包裹于其上,因此削弱了表面对流换热强度,导致温度场呈现出较明显的导热特征.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘志刚	山东省科学院能源研究所	43	215	8.0	11.0
2	张承武	山东省科学院能源研究所	21	143	8.0	11.0
3	管宁	山东省科学院能源研究所	19	127	7.0	10.0