納米流體沖擊射流的流動(dòng)與換熱特性研究.pdf

1、沖擊射流冷卻技術(shù)因能在局部產(chǎn)生極高的換熱系數(shù)被認(rèn)為是解決未來(lái)局部高熱流密度冷卻問(wèn)題的首選技術(shù)之一。但目前應(yīng)用于射流技術(shù)中的傳統(tǒng)換熱工質(zhì)的熱導(dǎo)率都較低，無(wú)法滿足高熱流密度電子器件冷卻的需要，因此提高工質(zhì)熱導(dǎo)率成為強(qiáng)化沖擊射流換熱的關(guān)鍵。提高液體導(dǎo)熱系數(shù)的一種有效方式是在液體中添加納米級(jí)的金屬、非金屬或聚合物固體粒子，即納米流體。本文嘗試將納米流體技術(shù)引入沖擊射流強(qiáng)化傳熱技術(shù)，提高射流工質(zhì)自身的傳熱性能，以期進(jìn)一步強(qiáng)化沖擊射流冷卻系統(tǒng)的傳熱

2、效率，為提高沖擊射流冷卻效果提供一種新的手段。主要工作包括以下幾個(gè)方面：
　　 首先，制備納米流體并進(jìn)行懸浮穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)。本文采用兩步法，將納米粒子與基液直接混合，進(jìn)行一定時(shí)間的超聲震蕩和強(qiáng)烈的機(jī)械攪拌，得到不同體積份額的Cu-水納米流體。懸浮穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此方法制備得到的納米流體具有較好的穩(wěn)定性。
　　 其次，研究納米流體沖擊射流的流動(dòng)和換熱特性。建立了測(cè)試納米流體沖擊射流冷卻性能的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，測(cè)試了不同體積份額的C

3、u-水納米流體作為換熱工質(zhì)時(shí)的換熱效果，分析了出口Re數(shù)、射流沖擊高度、射流沖擊角、納米流體粒子體積份額、粒子粒徑以及納米流體溫度對(duì)系統(tǒng)換熱性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，納米粒子的加入增大了基液的沖擊射流換熱系數(shù)，增強(qiáng)了射流換熱系統(tǒng)的換熱性能。另外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明，由于納米粒子的小尺寸效應(yīng)，納米流體的流動(dòng)阻力并沒(méi)有增加，也不會(huì)像毫米或微米級(jí)粒子易產(chǎn)生磨損、堵塞等不良結(jié)果。
　　 再次，綜合考慮影響納米流體沖擊射流換熱的多種因素，如粒