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多孔介质壁面条件下微尺度流动的数值模拟 被引量:8
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作者 金文 张鸿雁 何文博 《排灌机械工程学报》 EI 2010年第3期271-276,共6页
利用多孔介质模拟微通道壁面粗糙元,建立了一种新的微尺度化流场的数值模拟方法.多孔介质模型厚度由微通道壁面相对粗糙度折算,多孔介质的阻力系数由该区域内的流态及阻力计算;配合采用k-ε和k-ω多种形式的湍流模型,对边长为600μm的... 利用多孔介质模拟微通道壁面粗糙元,建立了一种新的微尺度化流场的数值模拟方法.多孔介质模型厚度由微通道壁面相对粗糙度折算,多孔介质的阻力系数由该区域内的流态及阻力计算;配合采用k-ε和k-ω多种形式的湍流模型,对边长为600μm的方形断面微通道流场在雷诺数分别为100和300的情况下进行了数值模拟计算.通过模拟结果与Micro-PIV测量数据的对比分析发现,采用realizablek-ε湍流模型,搭配多孔介质微尺度化模型进行数值计算,能够有效地模拟微尺度流场的流动状况,而标准k-ε湍流模型和RNGk-ε湍流模型的微尺度模拟计算结果虽接近试验测量值,但仍有偏差;标准k-ω湍流模型和SSTk-ω湍流模型的微尺度模拟效果较差. 展开更多
关键词 尺度通道 流场 多孔介质 湍流模型 数值模拟
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微尺度通道内混合物流动沸腾特性研究 被引量:6
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作者 马虎根 胡自成 +1 位作者 罗行 李美玲 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期29-32,共4页
对非共沸混合工质R32/R134a(25%/75%)在微尺度管内的流动沸腾换热特性进行了试验研究。试验结果表明,在较高热流密度下,微尺度管内流动沸腾换热与质量干度和质量流量基本无关,热流密度对换热有着很大的影响,在较宽的热流密度范围内... 对非共沸混合工质R32/R134a(25%/75%)在微尺度管内的流动沸腾换热特性进行了试验研究。试验结果表明,在较高热流密度下,微尺度管内流动沸腾换热与质量干度和质量流量基本无关,热流密度对换热有着很大的影响,在较宽的热流密度范围内,核态沸腾在换热过程中占据主导地位。和细小管道相比,在相同条件下,微尺度管道内的流动沸腾表面传热系数高于细小管道。 展开更多
关键词 尺度通道 流动沸腾 非共沸混合工质
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R32/R134a在微通道内流动沸腾特性 被引量:6
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作者 齐鲁山 马虎根 谢荣建 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2083-2086,共4页
研究非共沸混合工质R32/R134a(质量比,25%/75%)在水平微尺度通道内流动沸腾换热规律。在各种工况下进行了非共沸混合工质R32/R134a在水平微尺度管道内流动沸腾换热的实验,考察了质量流量G、热流密度q、质量干度x对微尺度通道内流动沸腾... 研究非共沸混合工质R32/R134a(质量比,25%/75%)在水平微尺度通道内流动沸腾换热规律。在各种工况下进行了非共沸混合工质R32/R134a在水平微尺度管道内流动沸腾换热的实验,考察了质量流量G、热流密度q、质量干度x对微尺度通道内流动沸腾换热系数的影响。研究表明:在热流密度、质量流量都较低的区域,对细管道,换热系数与热流密度的关联度较大;而对微管道,换热系数受影响的因素比较多,并在干度为0.6时出现"干涸"现象,使得换热系数急剧下降。在质量流量高的区域,对细管道,热流密度对换热系数的影响很小;而对微尺度管道,当干度为0.06时换热系数发生转变,随质量干度的增加先减小后增大,热流密度增大到一定的阶段后,换热系数不再随热流密度变化。 展开更多
关键词 尺度通道 流动沸腾 混合物
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宽高比及表面粗糙度对矩形微尺度通道流动特性的影响 被引量:5
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作者 高超 朱志冰 李海旺 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1173-1177,共5页
实验研究了不同宽高比矩形金属微尺度通道的流动特性,并与硅通道对比来探究表面粗糙度的影响。金属微尺度通道宽为0.4mm,通道宽高比分别为0.50、0.67、和1.00,相对表面粗糙度范围为0.1609%~0.214 5%。硅通道宽度及高度都为0.4mm,相对表... 实验研究了不同宽高比矩形金属微尺度通道的流动特性,并与硅通道对比来探究表面粗糙度的影响。金属微尺度通道宽为0.4mm,通道宽高比分别为0.50、0.67、和1.00,相对表面粗糙度范围为0.1609%~0.214 5%。硅通道宽度及高度都为0.4mm,相对表面粗糙度为0.003 25%。实验工质为空气,实验的雷诺数范围是250~3 000。实验结果表明:在粗糙微尺度通道会发生转捩提前,并且转捩雷诺数随着宽高比增大而减小。在层流区,微尺度矩形通道摩擦因数随着雷诺数增大而减小,在转捩区出现明显增大后再减小。表面粗糙度很小时,未发现转捩提前现象。 展开更多
关键词 尺度通道 宽高比 表面粗糙度 流动特性 转捩雷诺数
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微尺度通道内流动沸腾研究综述 被引量:5
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作者 胡自成 马虎根 《能源研究与信息》 2003年第3期125-132,171,共9页
阐述了微尺度通道内传热问题出现的工程背景-高密度微电子器件的冷却。对当前国内外微尺度通道内流动沸腾换热特性的研究现状进行了归纳。突出分析了工质种类、微尺度通道的几何参数和工质的工况参数等对微尺度通道内流动沸腾换热特性... 阐述了微尺度通道内传热问题出现的工程背景-高密度微电子器件的冷却。对当前国内外微尺度通道内流动沸腾换热特性的研究现状进行了归纳。突出分析了工质种类、微尺度通道的几何参数和工质的工况参数等对微尺度通道内流动沸腾换热特性的影响。同时分析了微尺度通道内流动沸腾换热的强化机理、流动阻力特性、压降关联式和沸腾换热关联式的理论和实验研究。最后根据分析对今后的工作提出了一些建议。 展开更多
关键词 尺度通道 传热 流动沸腾
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非共沸混合物微通道内流动沸腾特性 被引量:4
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作者 马虎根 胡自成 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期526-529,共4页
Experimental results are reported for the flow boiling heat transfer characteristics of nonazeotropic refrigerant mixture of R32 and R134a(25%/75%) in a microchannel with d=0.86 mm.The research results show that when ... Experimental results are reported for the flow boiling heat transfer characteristics of nonazeotropic refrigerant mixture of R32 and R134a(25%/75%) in a microchannel with d=0.86 mm.The research results show that when the mass quality is greater than 0.1,the mass quality and mass flux have almost no effects on the heat transfer coefficients of flow boiling.Heat transfer coefficients of the flow boiling in the microchannel are dependent mainly on heat flux.Nucleation is dominant in the heat transfer process for most situations.The flow boiling heat transfer coefficients in microchannel are 30%—200% higher than those in normal tubes.Experimental correlation is presented with deviation of no more than 25%. 展开更多
关键词 尺度通道 流动沸腾 混合工质
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超声外场对微通道中熔体黏性耗散效应的影响 被引量:3
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作者 于同敏 武永强 王敏杰 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第20期79-85,共7页
针对聚合物熔体在微尺度通道中流动时的黏性耗散效应对其流动行为的影响,通过自行构建的带有温度传感器和超声振子的微注塑成型试验系统,采用单因素成型试验方法,对聚丙烯(Polypropylene,PP)和高密度聚乙烯(High-density polyethylene,H... 针对聚合物熔体在微尺度通道中流动时的黏性耗散效应对其流动行为的影响,通过自行构建的带有温度传感器和超声振子的微注塑成型试验系统,采用单因素成型试验方法,对聚丙烯(Polypropylene,PP)和高密度聚乙烯(High-density polyethylene,HDPE)两种聚合物材料在不同工艺参数和超声外场作用下,流经矩形截面微通道时由黏性耗散效应引起的通道出口熔体温升进行试验测量。结果表明,微通道中熔体的黏性耗散效应随注射速度的增加而增强,随入口熔体温度和模具温度的升高而减弱;与不加超声振动相比,施加超声振动使两种材料的微通道出口熔体温升值明显升高;但材料自身的微观分子结构及其热物理性能不同,其温升增幅差别较大。试验注射速度下,施加超声振动比不加超声振动时的PP熔体温升增幅高出34.7%,而HDPE熔体的温升增幅则高达71.7%。当超声频率和工艺参数一定时,增大超声功率使PP熔体的微通道出口温升增加了24.8%,HDPE熔体的温升增加了83.6%。可见施加超声外场作用能使微通道中聚合物熔体的黏性耗散效应明显增强。 展开更多
关键词 超声外场 尺度通道 聚合物熔体 黏性耗散 试验测量
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微尺度通道中可压缩气体三维流动的数值分析 被引量:1
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作者 赵汉中 陈瑶 《微纳电子技术》 CAS 2007年第11期1008-1011,1025,共5页
采用有限体积法计算了微尺度矩形通道中气体的三维流动,在计算中考虑了气体稀薄效应所造成的壁面相对滑移和气体的可压缩性。计算结果表明,由于壁面上存在着速度的相对滑移,壁面摩擦系数显著减小,质量流量明显加大。尽管微尺度通道中气... 采用有限体积法计算了微尺度矩形通道中气体的三维流动,在计算中考虑了气体稀薄效应所造成的壁面相对滑移和气体的可压缩性。计算结果表明,由于壁面上存在着速度的相对滑移,壁面摩擦系数显著减小,质量流量明显加大。尽管微尺度通道中气流的马赫数通常都很小,但是气体的压缩性影响仍然不能忽略,质量流量随压力比的增大而非线性增长。 展开更多
关键词 尺度通道 滑移流动 有限体积法
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微尺度通道平板集热器的实验研究与数值模拟 被引量:1
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作者 张青 邓先和 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期142-146,共5页
将太阳能平板集热器流道设计为间距为0.7 mm的平行微尺度通道,这种微尺度通道集热器的特点是吸热板和底板之间距离较小,流体与吸热板间的传热系数较大,水的质量流率低,热容小,可使水温快速提升。通过对微尺度太阳能集热器与传统尺度太... 将太阳能平板集热器流道设计为间距为0.7 mm的平行微尺度通道,这种微尺度通道集热器的特点是吸热板和底板之间距离较小,流体与吸热板间的传热系数较大,水的质量流率低,热容小,可使水温快速提升。通过对微尺度太阳能集热器与传统尺度太阳能集热器传热性能的分析对比,可看出微尺度集热器在水的升温速率和对流传热系数方面有显著的优越性,为太阳能集热器用于海水淡化提供了一条高效应用的途径。 展开更多
关键词 平板集热器 尺度通道 瞬时效率 对流传热系数 升温速率
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R141b在矩形微尺度通道中的两相流传热特性 被引量:1
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作者 张宗卫 郑东生 +2 位作者 张盛辉 杨祺 黄树椿 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1793-1800,共8页
设计搭建水力直径分别为1mm和0.5mm的矩形微尺度通道实验台,研究了以R141b型制冷剂作为工质的两相流沸腾传热特性。实验取热流密度为1~16kW/m^2、质量流速为111.1~333.3kg/(m^2·s)和质量干度为0~1,分析了三者对平均传热系数的影响... 设计搭建水力直径分别为1mm和0.5mm的矩形微尺度通道实验台,研究了以R141b型制冷剂作为工质的两相流沸腾传热特性。实验取热流密度为1~16kW/m^2、质量流速为111.1~333.3kg/(m^2·s)和质量干度为0~1,分析了三者对平均传热系数的影响,探究影响换热的主导因素。结果表明:热流密度较高时,平均传热系数随热流密度增加而减小,流动换热主要受到沸腾传热的影响;当质量流速较大且热流密度较低时,平均传热系数随热流密度增加而有所增长;热流密度较低时,平均传热系数随质量流速变化明显,热流密度升高到一定值后,质量流速对平均传热系数的影响很小;当质量流速处于111.1~333.3kg/(m^2·s)时,平均传热系数随质量干度的增加而减小。 展开更多
关键词 R141b型制冷剂 换热特性 矩形尺度通道 两相流 平均传热系数
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