MWCNT纳米流体在封闭腔自然对流中的传热数值模拟

"这篇论文是2014年中国计量学院学报发表的研究，主题是对封闭腔内MWCNT（多壁碳纳米管）纳米流体的自然对流传热进行数值模拟。研究使用Fluent软件来分析不同参数下纳米流体的换热特性，特别是Ra数（Rayleigh数）和纳米颗粒体积分数的影响。结果表明，添加MWCNT到机油中并未增强自然对流传热性能，反而随着纳米颗粒体积分数增加，传热特性减弱。同时，对于固定的体积分数，增大Ra数可以显著增强纳米流体的传热特性，但其性能仍低于机油，并且Ra数增大对传热性能减弱的影响会减小。" 该研究涉及的知识点包括： 1. **自然对流传热**：自然对流传热是由于温度差异导致流体内部的密度差而产生的流动和热传递现象。在这种情况下，没有外部机械力驱动流体运动，而是由热能驱动。 2. **MWCNT（多壁碳纳米管）**：这是一种由多个同心碳管组成的纳米材料，具有优异的导电性和热传导性，常被用作增强材料以改善流体的热性能。 3. **纳米流体**：将纳米尺度的固体颗粒分散在液体基质中形成的混合物，其热性能通常优于纯液体，因为纳米颗粒的存在增加了界面面积，理论上可以提高热传导。 4. **Rayleigh数（Ra数）**：是衡量自然对流强度的一个无量纲数，是重力、粘度和热扩散率的函数，用于描述流体在温差驱动力下的流动状态。 5. **数值模拟**：利用计算机软件（如Fluent）对物理过程进行数学建模和求解，以预测和理解复杂的流动和传热行为。 6. **Fluent软件**：这是一个广泛使用的商业CFD（计算流体力学）软件，用于模拟各种流体动力学问题，包括自然对流传热。 7. **传热特性**：指的是物质或系统在热传递过程中表现出的性质，如热导率、对流换热系数等，这些特性影响热量的传输效率。 8. **流体动力学行为**：研究流体运动规律及其与固体边界之间的相互作用，此处涉及到流体的流动模式和速度分布。 9. **体积分数**：指纳米颗粒在纳米流体中所占总体积的比例，它直接影响流体的物理性质，包括热性能。 10. **流体性能比较**：机油与MWCNT纳米流体的对比，揭示了添加剂对基液原有性能的影响，即在某些条件下可能减弱而不是增强热交换性能。 该研究为理解和优化纳米流体在封闭空间内的传热应用提供了基础数据，对于工程领域如热管理、冷却技术等有实际指导意义。