強迫對流換熱

強迫對流換熱技術作為一門新興的熱控制技術成為國內外學者的研究熱點，而微通道內對流換熱時,液態介質流動與傳熱過程與巨觀經典理論相差甚多,所以對微流體強迫對流換熱機理的研究具有重要意義。

針對典型形狀微通道(微縫隙)在滑移邊界條件下,利用粘性流體運動方程和動量方程,推導出速度場和流動阻力。在此基礎上,進一步基於微流體的溫度跳變假設,從對流換熱的能量方程出發,推導出層流時微流體的溫度解的結構,與壁面固體熱傳導及軸向流體導熱相綜合,得到一種熱非完全發展的微縫隙壁面溫度表達式,從而給出了計算微通道對流換熱的無量綱努塞爾數(Nu)一個新公式。運用matlab軟體以實例進行了仿真計算,得到不同滑移長度下流動阻力隨雷諾數的變化曲線、不同滑移長度下速度場隨高度的變化以及溫度跳變下微縫隙內溫度場的分布曲線和平均努塞爾數。與巨觀經典理論對比進行了驗證,結果表明本文給出的溫度表達式可以用於工程實踐中;流體和固體邊界面溫度有明顯的跳變,在流體和固體界面,流體溫度與固體的溫度不相同,不能採用與巨觀尺度相同的處理.。