来自图9结果表明,两种液体的传热系数比都随着振动参数的增加而增加。但是纳米流体的增长率明显高于基础流体,并且传热系数比频率更倾向于振幅。这是因为当频率增加到50–75hz时,典型雷诺数下的纳米颗粒在管道内的运动增加,随着频率的进一步增加,这些效应变得饱和。
随着振幅的增加,上述传热增加的趋势表现为更多的二次流,这导致更均匀的径向混合。对于传热的增加,振动频率和振幅的效果与Easa和Barigou的结果相同,但增加的比例远高于纯液体。由于振动,不同的纳米颗粒可能非常频繁地暴露于管道表面,并且与基液相比,纳米颗粒的热容量非常高,基液充当了穿过管壁的良好热传导源,因此大大增强了热传递。
铝的稳态和非稳态层流对流换热系数比较2O3–水基纳米流体和纯水。一种经过充分验证的CFD模型,用于模拟水和纳米流体通过承受均匀恒定热通量的水平管道的流动。对不同范围的雷诺数和不同的纳米流体参数进行了数值模拟。
在低雷诺数下,纯水的对流传热系数显著增加,并且传热系数的比率随着雷诺数而降低。与基础流体相比,通过添加不同浓度的纳米颗粒,获得了大约51%的最大增强随着雷诺数的增加,数值继续略有下降。
对于典型的雷诺数值,随着纳米颗粒体积分数的增加和使用中等直径的固体颗粒,传热系数的比率可以最大化。但是体积分数的显著增加会导致颗粒的沉降。此外,对于相对低的雷诺数,可以在体积分数和固体颗粒直径之间优化传热率,这将导致低功耗。
不同频率的机械振动产生了比振幅更大的传热增强。与基础流体相比,纳米流体的传热速率受振幅和频率的影响较大,在振动下传热速率比基础流体有较大提高。
可以扩展到两相流CFD模型,以便可以评估固体颗粒浓度的影响及其在振动流条件下的行为,并可以扩展到验证更高浓度的体积分数对摩擦系数和纳米颗粒分布的影响。