微尺度流道相变传热特性的实验研究

微通道换热器流动和传热特性的研究微通道换热器流动和传热特性的研究杨海明朱魁章张继宇杨萍(中国电子科技集团公司第十六研究所,合肥230043)摘要：通过对微通道换热器流动和传热特性的研究,设计了实验方案并建立了相应的实验装置,结合流动、传热特性的相关准则,得出了雷诺数Re-摩擦系数f,雷诺数Re、普郎特数Pr-努谢尔特数Nu间关系的实验模型,并对该模型进行了分析。

关键词：微通道换热器;流动特性;传热特性;实验模型1引言通道式换热器是利用传热学原理将热量从热流体传给冷流体的,冷热流体分别在固体壁面的两侧流过,热流体的热量以对流和传导的方式传给冷流体。

由于它结构紧凑、体积小、换热效果好,已广泛应用于红外探测、电子设备、生物医疗等工程领域的冷却中。

然而随着现代科技水平的不断发展,被冷却的器件、设备其功能越来越强大,体积和重量越来越小,结构趋于复杂化,散热要求越来越苛刻,迫使采用通道式换热器的制冷器件向小型化、甚至微型化的方向发展,尤其是半导体激光器、T/R收发组件、微电子集成器件等电子仪器、设备对这方面的要求更高,于是微通道换热器(特别是微型节流制冷器MMR)的研制开发已迫切地提到了议事日程上来。

所谓微通道换热器即是采用拉丝或光刻等技术在金属、玻璃等基材上刻出几十至几百微米的细微槽道来构成换热器的壁面,再采用焊接或胶粘等方式形成封闭腔体来进行冷热流体的热交换,达到制冷的目的。

国外对微通道换热特性的研究较多,但主要是进行直线微通道换热器特性的研究,早期关于其流动问题的研究是在微型Joule-Thomson制冷技术中完成的,由美国斯坦福大学利特尔(W.A. Little)教授发明,采用现代半导体光刻加工技术, 在微晶玻璃薄片上刻出几微米到几十微米的细微直线槽道,并采用胶粘技术构成气流的微型换热器、节流元件和蒸发器,从而获得了一种结构新颖的微型平面节流制冷技术以及一定的成果和专利。

目前已经开发成微型制冷器,用于低温电子器件的冷却,产品照片如图3所示。

纳米流体在微通道中的传热特性研究纳米流体是指含有纳米粒子的流体，具有较高的传热性能和流体动力学特性。

近年来，随着纳米材料的发展和应用，纳米流体在微通道中的传热特性研究成为热力学和微流体力学领域的热点之一。

本文将探讨纳米流体在微通道中的传热特性以及其应用前景。

首先，纳米流体在微通道中具有较高的传热性能。

纳米粒子的加入能够增加流体的导热性能，提高热传导率。

通过调整纳米粒子的种类、浓度和尺寸等参数，可以实现对导热性能的调控。

此外，纳米流体还具有较高的比表面积，使得流体与微通道壁面之间的热传递更为充分，进一步提高传热效率。

其次，纳米流体的流体动力学特性在微通道中也发挥重要作用。

纳米粒子的加入可以改变流体的黏性和流动性，在微通道中产生新的流体行为。

例如，纳米流体的雷诺数过渡区较大，呈现出非线性、剥离和再注入等复杂的流动现象。

这些特殊的流体动力学行为既对传热特性的研究提出了挑战，同时也为微流体混合器、分离器、微反应器等微流体器件的设计提供了新的思路和方法。

纳米流体在微通道中的传热特性研究不仅在基础学科上有重要意义，也对实际应用具有广泛的潜力。

首先，纳米流体的高传热性能使其成为微电子器件冷却技术的有力候选。

随着集成电路尺寸的不断缩小，电子器件的功耗急剧增加，需要更加高效的散热方式。

纳米流体的良好导热性能和可调控的流动性质可以实现对微电子器件的快速、均匀散热，提高器件的可靠性和寿命。

其次，纳米流体在能源领域的应用也引起了广泛关注。

纳米流体的高热传导率和可调控的流态特性使其在太阳能集热器、燃料电池、换热器等领域具有广阔的应用前景。

例如，利用纳米流体在微通道中的优良传热性能，可以提高太阳能集热器的热转换效率，实现更高效的太阳能利用。

此外，纳米流体在生物医学领域的应用也备受瞩目。

纳米流体的高比表面积和可控的流动性质使其成为药物传递和细胞操作的有力工具。

通过设计合适的纳米流体体系，可以实现药物的快速、均匀释放，提高疗效。

《弯曲矩形微纳通道内的流体流动及其传热、传质问题的研究》篇一一、引言在当代科学技术发展迅速的背景下，微纳尺度下的流体流动与传热传质问题逐渐成为科研领域的重要课题。

特别是在弯曲矩形微纳通道内，流体流动的复杂性以及其与传热传质过程的相互作用，不仅对微观领域的研究有着重要的科学价值，同时也在工程应用中有着广泛的实用意义。

本文将深入探讨这一领域的科学研究及其进展。

二、微纳通道流体的动力学特性微纳尺度下的流体流动与传统尺度有着显著的差异。

由于通道尺寸的减小，流体在微纳通道内的流动受到诸多因素的影响，如表面效应、惯性效应、粘性效应等。

这些效应的相互作用使得流体的动力学行为变得复杂。

特别是在弯曲的微纳通道中，流体的流动受到通道几何形状的影响，产生复杂的流动模式和流动现象。

首先，在弯曲矩形微纳通道中，由于通道曲率的存在，流体在通道内的流速分布发生了显著变化。

流体在弯道处受到离心力的作用，使得靠近壁面的流速增加，而中心区域的流速降低。

此外，流体的层流到湍流的转变在微纳尺度下也可能提前发生，这进一步增加了流动的复杂性。

其次，表面效应在微纳尺度下变得显著。

由于通道尺寸的减小，通道壁面的粗糙度、润湿性等因素对流体流动的影响更加明显。

这可能导致流体的粘性增强或减少，进一步影响流体的流动状态。

三、弯曲矩形微纳通道的传热问题传热问题在弯曲矩形微纳通道内是一个复杂的课题。

一方面，由于微纳尺度下表面效应的显著性，通道壁面与流体的热交换能力增强。

另一方面，由于流体在弯道处的流速分布变化，可能导致局部的热传导速率发生变化。

在处理这类问题时，通常需要考虑到热传导、对流换热和辐射换热等多种因素的综合作用。

在弯曲通道中，这些因素的相互作用可能导致温度分布的不均匀性。

特别是当有热量在微纳通道中传递时，需要关注温度梯度对流体流动的影响以及由此产生的热应力等问题。

四、弯曲矩形微纳通道的传质问题传质问题在弯曲矩形微纳通道内同样重要。

由于微纳尺度的特殊性，传质过程往往伴随着复杂的扩散和混合现象。

《弯曲矩形微纳通道内的流体流动及其传热、传质问题的研究》篇一一、引言随着微纳技术的发展，微尺度下的流体流动与传热传质问题逐渐成为研究热点。

弯曲矩形微纳通道作为微流控领域的重要研究对象，其内部流体流动特性及相关的传热、传质问题研究具有深远的意义。

本文旨在深入探讨弯曲矩形微纳通道内的流体流动特性，以及传热和传质现象，以期为微尺度下的流体控制与能量传递提供理论支持。

二、弯曲矩形微纳通道的流体流动特性在微纳尺度下，流体的流动特性与宏观尺度存在显著差异。

弯曲矩形微纳通道的流体流动受到多种因素的影响，包括通道的几何形状、尺寸、流体的物理性质以及外部施加的力场等。

首先，通道的几何形状和尺寸对流体流动具有重要影响。

弯曲的通道结构会导致流体的惯性力与粘性力之间的平衡发生变化，从而影响流体的流速分布和湍流特性。

此外，微纳尺度的通道尺寸会使得流体在通道内产生较高的速度梯度和剪切力，进一步影响流体的流动状态。

其次，流体的物理性质也是影响流体流动的关键因素。

流体的粘度、密度、表面张力等都会影响流体在微纳通道内的流动状态。

特别是在高雷诺数条件下，这些物理性质对流体的层流和湍流转换具有重要影响。

最后，外部施加的力场也会对流体流动产生影响。

例如，电场、磁场和压力场等都会改变流体的运动轨迹和速度分布。

三、弯曲矩形微纳通道的传热问题在微纳尺度下，传热问题具有独特的特点。

由于微纳通道的尺寸较小，其内部的热传导过程与宏观尺度存在显著差异。

首先，微纳通道内的流体流动状态对传热过程具有重要影响。

在层流状态下，热量主要通过导热和对流进行传递；而在湍流状态下，由于流体的混合和扰动作用，热量传递更加迅速和均匀。

其次，通道的几何形状和尺寸也会影响传热效果。

弯曲的通道结构会增加流体的湍流程度，从而增强热量传递。

此外，微纳尺度的通道尺寸可以减小热边界层的厚度，提高传热效率。

最后，流体的物理性质也是影响传热的重要因素。

例如，流体的导热系数、比热容和粘度等都会影响热量在微纳通道内的传递速度和效率。

微通道内水的单相流动与传热特性的实验
黄蕾;徐玉梅
【期刊名称】《河南科技大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2009(30)4
【摘要】设计的微尺度流动与换热实验测试系统,主要研究水于小雷诺数下在微通道中受热单相流动的水力特性和传热特性.通过对相关的实验数据进行分析计算,表明水在微通道内流动时的压降值与阻力系数值均大于传统理论预测值,而传热特性的实验结果则与传统理论较为吻合.
【总页数】4页(P30-33)
【作者】黄蕾;徐玉梅
【作者单位】洛阳理工学院,土木工程系,河南,洛阳,471023;洛阳理工学院,土木工程系,河南,洛阳,471023
【正文语种】中文
【中图分类】TK124
【相关文献】
1.微通道内单相流流动特性的实验研究进展 [J], 郑慧凡;秦贵棉;范晓伟;李安桂;张文全
2.窄矩形通道内单相水阻力特性实验研究 [J], 谢清清;阎昌琪;曹夏昕;黄彦平;王广飞;刘晓钟
3.微通道内单相水流动与换热的特性研究 [J], 胡月莲
4.环形小通道内水单相换热特性的实验研究 [J], 姚干兵;蔡其行
5.矩形微通道热沉内单相稳态层流流体的流动与传热分析 [J], 王丽凤;邵宝东;程赫明;唐艳军
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

微小流通道气体传热与流动特性的模拟研究近年来，随着微电子技术、纳米技术等发展，微小流道作为一种新型的传热器件，在高功率电子器件、空调、汽车发动机等领域有着广泛的应用。

由于微小流道的特殊结构和尺寸，其传热和流动特性与传统流道存在较大差别，需要进行深入研究。

本文将重点探讨微小流通道气体传热与流动特性的模拟研究。

一、微小流通道气体传热的模拟研究微小流通道中气体传热主要通过对流和辐射传热机制进行，其中对流传热是主要的传热机制。

微小流道中，由于与墙面的接触面积相对较大，导致传热路径变长，传热效率降低。

此外，微小流道中气体流动的高速度还会导致气体局部凝聚和流动发生变化，这些因素都会影响气体的传热性能。

因此，为了研究微小流道中气体的传热特性，目前主要采用数值模拟方法。

这种方法通过对微小流道内气体的实际运动状态进行数值模拟，评估气体的传热和流动性能。

在模拟过程中，需要考虑微小流道尺寸、气体性质、墙面热辐射等各种因素，需要建立完整的数学模型。

一方面，模型的建立需要考虑流道的几何形状和尺寸，需要对微小流道进行网格划分；另一方面，气体的特性也需要纳入考虑，如气体的密度、流动状态和温度分布等。

基于这样的模拟方法，已经对气体在微小流道中的传热特性进行了广泛的研究。

其中包括传热系数、温度分布、流体速度分布和流体压力分布等。

这些研究结果为微小流道的设计和优化提供了科学的依据。

二、微小流通道气体流动特性的模拟研究除了传热特性外，微小流通道中的气体流动特性也是研究的重点。

微小流道内的气体流动主要受到密度、速度、流量、壁面摩擦、气体介质的性质等多种因素影响。

相对于传热特性，微小流道中气体流动特性的模拟研究更加复杂，需要考虑更多的细节，如壁面边界条件、气体湍流特性等。

在数值模拟中，需要采用较为复杂的流体力学模型，如紊流模型、壁面函数模型、湍流模型等。

通过数值模拟，可以得到微小流道内的气体的速度、压力、密度分布以及湍流耗散等信息。

这些信息可用于仿真微小流道的设计和优化，如改变微小流道的结构尺寸、改变气体性质等。

北京交通大学“微细尺度流动与相变传热北京市重点实验室”的建设单位是北京交通大学机械与电子控制工程学院，主要包括热能工程研究所、动力与能源工程系、磁性流体研究所和轨道交通金属材料研究所，依托学科是“动力工程及工程热物理”学科。

在人才队伍建设、资金配套、研发基础设施建设、独立运行管理、后勤服务保证等方面北京交通大学给予全方位的大力支持。

实验室以服务首都、辐射全国为建设目标，并积极响应北京的中长期发展规划和北京市科委“发展循环经济、建设节约型社会”的主题，最大程度地满足北京市作为经济、社会、生态全面协调发展的可持续的城市的发展需求，所开展的研究工作与北京科技发展与节能工作密切相关。

实验室的基础理论研究和应用技术研发有效支撑了首都的高新技术发展与节能服务体系，研究成果为首都建设、学校学科建设和国家的节能环保工作做出重大贡献。

实验室建设依托北京交通大学国家“211工程”和优势学科创新平台等重点建设项目主要学科“动力工程及工程热物理”，设立了4个研究方向：微细尺度流体流动与传热强化研究、微细尺度沸腾与凝结过程流动与传热研究、纳米流体流动与传热理论与技术、高能束金属相变传热研究。

北京交通大学微细尺度流动与相变传热实验室在国内外本领域具有很强的影响力和较高的学术地位，实验室目前有专职研究人员25人，其中“长江学者计划特聘教授”1人，教育部新世纪人才计划1人，教授11人，副教授和高级工程师10人，具有博士学位的讲师3人，工程师1人。

学术团队具有较高的学术水平。

2005年实验室主办了第二届热科学与工程国际学术会议，来自多个国家近100名学者参加会议，在国内外形成重要影响，近10年来，实验室每年主办北京地区流动与相变传热领域学术会议1-2次，在国内同行中形成重要反响；近三年来，实验室主要研究人员多人在国外留学或访问研究，并多次赴美国、英国、加拿大、比利时、日本和韩国等开展学术交流，与美国、日本等国家多所大学建立了紧密的合作关系，联合培养博士研究生；与美国奥克兰大学联合承担美国国家自然科学基金；主持编写的研究生教材“高等传热学”被评为北京市精品教材，已出版两版，被国内多所“985”和“211”大学选择为教材。

小尺度矩形通道换热与流阻特性的研究矩形通道是工程设计中经常遇到的一种简单形式，它是流体热力学研究中具有重要意义的换热器结构。

近年来，随着智能化、节能减排的研究越来越广泛，对小尺寸矩形通道换热和流阻特性的分析研究也变得越来越重要。

矩形通道的换热理论是流体热力学中的一个重要研究领域，本文主要通过数值模拟研究小尺度矩形通道某一实际温度场的流阻特性。

利用Fluent软件建立小尺度矩形通道微通道模型，采用双边计算、混合对流对流模型、k-ε湍流模型和二次关联模型，模拟一实际温度梯度场，测量模型中热力学参数，并得出通道热阻和流阻特性。

首先，本文构建了一种小尺度矩形通道微热管模型，采用一实际温度梯度场，用双边计算、混合对流-对流模型、k-ε湍流模型和二次关联模型模拟管道内温度场。

其次，模拟计算，得出管道内的整体换热系数，然后，按照实验结果求出管道的热阻和流阻特性。

实验结果表明：对于单独的换热管，流量越大，换热率越大，流阻特性也越大，特别是小节流通道。

随着管径和流量的增加，换热率先增加后减小，最后稳定于某一值，并且热阻和流阻之间呈现一定的正相关关系。

同时，随着流量的增大，管道的热阻也随之增大。

本文对小尺寸矩形通道的流阻特性和换热特性进行了深入的数值研究，研究结果表明，流量和管道尺寸是换热率和流阻特性的主要影响因素，并且热阻和流阻之间存在正相关关系。

此外，由于该类型通道换热器结构简单，可以根据实际需要改变管道尺寸，以满足特定的换热要求，为智能化、节能减排提供新的可能性，可以为相关工程设计提供重要的参考依据。

以上是本文研究小尺度矩形通道换热和流阻特性的情况，结果表明，流量和管道尺寸对换热率和流阻特性均具有重大的影响，为下一步的研究工作提供重要参考意义。

综上所述，小尺度矩形通道换热和流阻特性的研究表明，可以应用于智能化、节能减排方面，可以提供重要的理论参考和实用性指导意义，具有重要的实际应用价值。

本文研究小尺度矩形通道换热和流阻特性，较为全面地总结了实际温度场的流阻特性，指导实际热力学工程设计，为实现行业智能化、节能减排提供有益的参考依据。

微通道内纳米流体传热流动特性目录一、内容描述 (2)1. 研究背景和意义 (3)2. 国内外研究现状 (4)3. 研究内容与方法 (5)二、微通道内纳米流体传热理论基础 (6)1. 纳米流体概述 (8)1.1 定义与特性 (8)1.2 纳米流体的制备与性质 (9)2. 微通道传热理论基础 (11)2.1 微通道概念及优势 (12)2.2 传热基本理论 (13)三、微通道内纳米流体流动特性研究 (15)1. 纳米流体流动性质 (16)1.1 粘度特性 (16)1.2 流动性及流动阻力 (17)2. 微通道内纳米流体流动行为分析 (18)2.1 流动模式 (19)2.2 流动特性影响因素研究 (20)四、微通道内纳米流体传热特性研究 (22)1. 纳米流体传热性质 (23)1.1 导热系数 (24)1.2 热扩散系数 (24)2. 微通道内纳米流体传热行为分析 (25)2.1 传热模型建立 (26)2.2 传热性能影响因素研究 (27)五、微通道内纳米流体传热流动特性实验研究 (28)1. 实验系统搭建 (30)1.1 实验装置介绍 (31)1.2 实验操作流程 (32)2. 实验结果分析 (33)2.1 实验数据记录与处理 (34)2.2 实验结果讨论 (35)六、微通道内纳米流体传热流动特性数值模拟研究 (35)一、内容描述本篇论文深入探讨了微通道内纳米流体的传热流动特性，旨在揭示纳米尺度下流体与壁面之间的相互作用机制及其对传热效率的影响。

通过采用先进的实验技术和数值模拟方法，本研究对不同纳米颗粒尺寸、形状以及添加剂的纳米流体在微通道中的对流换热和热传导过程进行了系统的研究。

论文首先介绍了纳米流体的基本概念和特性，以及微通道在热传递领域的应用背景。

通过实验观察和数值模拟，详细分析了纳米颗粒尺寸和形状对流体对流换热系数的影响，揭示了纳米颗粒表面效应和颗粒间的相互作用对传热过程的作用机理。

论文还探讨了添加剂对纳米流体传热性能的改善作用，特别是表面活性剂和金属纳米颗粒对对流换热和热传导的显著增强效果。

《弯曲矩形微纳通道内的流体流动及其传热、传质问题的研究》篇一一、引言在微纳尺度下，流体流动与传热传质现象呈现出独特的规律，尤其在弯曲矩形微纳通道中，其研究具有重要的学术价值和应用前景。

随着微纳制造技术的发展，此类通道在微流控、生物医学、能源科学等领域得到了广泛的应用。

本文旨在探讨弯曲矩形微纳通道内的流体流动特性及其相关的传热、传质问题，为相关领域的研究与应用提供理论支持。

二、弯曲矩形微纳通道的流体流动特性研究2.1 流动模型与理论分析在弯曲矩形微纳通道中，流体的流动受到多种因素的影响，包括通道的几何形状、流体的物理性质以及外部的驱动压力等。

通过建立流体流动的数学模型，我们可以对流体的速度分布、压力分布以及流动稳定性进行分析。

利用Navier-Stokes方程和连续性方程，可以描述流体在微纳尺度下的复杂流动行为。

2.2 实验方法与结果分析为了更准确地研究流体在弯曲矩形微纳通道中的流动特性，我们采用了多种实验方法。

包括利用粒子图像测速技术（PIV）对流场进行可视化分析，同时结合压力传感器和温度传感器，对流体的速度、压力和温度进行实时监测。

实验结果表明，在微纳尺度下，流体的流动受到通道弯曲的影响显著，呈现出复杂的非线性特性。

三、传热问题的研究3.1 传热模型与理论分析在弯曲矩形微纳通道中，流体的传热过程涉及到多个物理过程的耦合，包括导热、对流和辐射等。

通过建立传热模型，我们可以分析流体的温度分布、热量传递速率以及热传递效率等。

考虑到微纳尺度下的热传导特性和流体的物性参数，我们采用了分子的传热理论和傅里叶热传导定律进行建模和分析。

3.2 实验结果与讨论通过实验观察和数据分析，我们发现流体的传热过程在弯曲区域尤为明显。

随着流体在弯曲通道内的流动，其温度分布呈现出明显的变化。

此外，流体的物理性质如粘度、导热系数等也对传热过程产生重要影响。

这些结果为优化微纳通道的传热性能提供了重要的参考依据。

四、传质问题的研究4.1 传质模型与理论分析在弯曲矩形微纳通道中，传质过程涉及到溶质在流体中的扩散和对流等过程。

微通道论文：微通道内液体流动和换热特性的数值模拟研究【中文摘要】随着微型化逐渐成为科学研究和工程应用的一个重要趋势,其中涉及的微尺度通道内的流动问题越来越被重视。

各种微元器件在生物、医药、航天、机械以及电子等各个领域广泛应用,微通道内液体的流动摩擦阻力和传热系数等的大小将直接影响微通道性能,进而影响微元器件的工作性能,但是微通道内流动和换热等方面仍缺乏成熟的理论和可靠的实验。

本文的工作旨在将微尺度液体流动通过数值模拟的方法展现出来,分别对微通道内流动和传热特性等进行有效的预测,以指导和优化不同功能微通道的设计,加深和拓宽微尺度流动在工程领域的应用。

基于连续介质方法数值模拟了液体在不同结构微通道内的流动状况,从截面形状、当量直径、壁面粗糙度和微通道长度等方面对通道内液体流动的摩擦系数和泊肃叶数的变化进行了分析,并将模拟结果与相同模型的实验结果和宏观流动中的经验理论相比较。

通过摩擦系数随雷诺数的变化曲线得到微通道内流动的转捩雷诺数或者过渡状态存在的雷诺数范围,微尺度通道的截面直径会改变过渡状态存在的雷诺数范围;粗糙度会影响湍流状态下流动的摩擦系数。

对比不同几何尺寸下的流动泊肃叶数,存在某一临界当量直径以及临界宽高比,当量直径或宽高比大于临界值时其对泊肃叶数没有影响。

...【英文摘要】With the miniaturization has been gradually popular in the investigation and application, the microflowinvolved is also been put on an important position. The flow and heat transfer properties of the liquid flow in microchannels affect the performance of microchannels directly and then the performance of the microdevices. The microdevices are widely used in the biology, medicine, aerospace, mechanical and many other fields, while the reliable theory and experiment are short in the flow and heat transfer of...【关键词】微通道数值模拟几何尺寸边界滑移【英文关键词】microchannel numerical simulation geometry characters boundary slip【目录】微通道内液体流动和换热特性的数值模拟研究摘要4-5Abstract5-6第1章绪论9-17 1.1 引言9-10 1.2 微通道内液体流动的研究历史与现状10-15 1.2.1 微通道几何构型对传热传质的影响10-12 1.2.2 微通道表面性质对传热传质的影响12-14 1.2.3 流动介质的性质对传热传质的影响14-15 1.3 本课题的主要研究内容15-17第2章微尺度流动的基本理论及模拟方法17-27 2.1 引言17 2.2 微尺度液体流动的特性17-19 2.2.1 尺度效应17-18 2.2.2 边界滑移18-19 2.2.3 动电效应19 2.2.4 液体黏性19 2.3 微尺度液体流动的主要模拟方法19-24 2.3.1 连续介质方法20-22 2.3.2 分子动力学方法22-24 2.4 CFD-ACE+软件简介24 2.5 本章小结24-27第3章不同结构微通道内液体流动性能的数值模拟27-43 3.1 引言27 3.2 计算模型27-29 3.3 微通道内的液体流动状态29-33 3.4 雷诺数和微通道性质对流动摩擦系数的影响33-39 3.4.1 雷诺数对流动摩擦系数的影响33-36 3.4.2 微通道性质对流动摩擦系数的影响36-39 3.5 几何结构对流动泊肃叶数的影响39-41 3.6 小结41-43第4章矩形截面微通道内液体传热性能的数值模拟43-55 4.1 引言43 4.2 计算模型与验证43-45 4.2.1 计算模型43-44 4.2.2 模型验证44-45 4.3 微通道几何参数对液体传热性能的影响45-49 4.3.1 影响传热性能的几何参数的确定46 4.3.2 微通道几何参数对努塞尔数的影响46-49 4.4 微通道各参数与传热努塞尔数的关系拟合49-53 4.4.1 Nu 与Re 间的关系方程拟合49-51 4.4.2 Nu-Re 方程系数的拟合51-52 4.4.3 拟合方程验证52-53 4.5 小结53-55第5章考虑边界滑移和液体温黏关系的微尺度流动55-71 5.1 引言55 5.2 边界滑移对液体微流动的影响55-63 5.2.1 计算模型55-58 5.2.2 数值模拟结果分析58-63 5.3 液体温黏关系对液体微流动的影响63-69 5.3.1 计算模型63-66 5.3.2 数值计算结果分析66-69 5.4 小结69-71结论71-73参考文献73-79附录A 边界滑移子程序79-87附录B 温黏关系子程序87-93攻读硕士学位期间所发表的学术成果93-95致谢95。

小尺度矩形通道换热与流阻特性的研究
近年来，随着社会和工业的高速发展，由于能源负荷的增加，各种能源发电和传播系
统的改进及液体流阻热换器的应用，使对大型热功率系统的加成效率要求越来越高。

传统
的热功率系统热换器大多为大尺寸的管道换热装置，其中仅少量的热换器处于室温状态。

为了提高热交换效率，需要开发小尺度的管道换热装置。

小尺度管道换热器特指体积很小，可以安装在室内或室外的环境中，形状全金属或全塑料，可以达到高性能的管道换热器。

目前，小尺度管道换热器具有较高的装配、更小的参数、更小的体积，可以满足多种
应用要求。

为更好地研究其特点，本文就小尺度管道换热器的流阻特性进行探讨。

从物理角度，小尺度管道换热器的流阻特性取决于其外形、尺寸和内表面材料等参数，而且与流体流速和热交换系数有关。

该研究讨论了小尺度管道换热器的流阻特性，分析了
温度变化对其流阻特性的影响。

同时，采用实验和计算机模拟方法对流体流动、热交换性
能等进行了详尽研究，并研究了其传播特性及流体水力学性能。

研究结果表明，小尺度管道换热器的流阻特性与流速和温度有很大关系，随着流速下降，其流量和温差也相应减小，热传导也同时减小。

此外，流体性能受温度影响较大，水
力学参数与温度有关系。

综上所述，对于小尺度的管道换热器，其流阻特性极为复杂，受外界参数调节影响显著，因此有必要进一步进行深入研究以实现更大的传热率。

有必要开展理论、实验研究，
以实现有效的传热系统，综合考虑各个参量，设计出高性能、空间友好的小尺度换热器，
从而达到更高的能源利用率。