纳米流体在广泛的应用领域中具有携带热量的巨大潜力,这不局限于热交换器、发动机冷却等。也可用于磁流体动力学应用,其主要用于生物工程、涂料技术和医学。许多研究使用牛顿型和非牛顿型纳米流体来研究固体颗粒浓度对拉伸表面磁流体动力学流动的影响。结果表明,含金属纳米粒子的纳米流体比基础流体表现出更好的性能。
流动系统上的诱导振动通过产生混沌运动来增加传热速率,从而导致流体的混合,流体的充分径向混合可以通过湍流或者通过使用静态混合物来实现,但是这些类型的装置具有制造复杂性以及清洁问题。
在直径为8毫米的管道上施加频率为0–70赫兹、振幅为0.1–1.0毫米的横向振动,以研究对临界热通量的影响。报道了临界热通量的显著增加,这是振幅和频率的函数。选择了具有内部凹槽的铜热管并在纵向方向上施加振动。热管的传热增量与施加到这种振动模式的振动能量成正比。欧洲广告标准局和巴里古数值评估热管横向振动的性能。
温度等值线图和涡量等值线图表明,由于速度的二次分量,振动产生了强烈的螺旋运动,从而加强了流体的径向混合,在短管内传热增加较大。这种方法能够减少管道的长度,因为它大大减少了流体动力入口长度和热入口长度。它还对管壁执行清洁动作,因为它的强混沌运动减少了管道的结垢。
CFD模拟商业上可获得的CFD软件包ANSYSCFX16.2用于模拟纳米流体的稳态和非稳态流动,并将其与基础流体流动进行比较。纳米流体的有效粘度和导热系数由方程描述。使用ICEM计算流体动力学16.2创建并划分流动几何图形。
分析中考虑了直径为6mm的直管。对于评估通过水平管道的纳米流体流动特性,管道的直径足够大,对于相对较低的雷诺数,具有三个表面边界的足够长的1000mm管道被认为捕获了热传递的效果。