Физика и механика процессов теплообмена в течениях наножидкостей

Перевод названия: Physics and mechanics of heat exchange processes in nanofluid flows

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2016

Ключевые слова: наножидкость, Nanofluid, nanoparticles, viscosity, thermal conductivity, heat transfer coefficient, molecular dynamics method, laminar and turbulent flow modes, наночастицы, вязкость, теплопроводность, коэффициент теплоотдачи, метод молекулярной динамики, ламинарный и турбулентный режимы течения

Аннотация: Наножидкости - новый тип дисперсных флюидов, состоящих из несущей жидкости и твердых наночастиц. Необычные свойства наножидкостей, в частности их высокая теплопроводность, делают их весьма перспективным рабочим телом во многих теплофизических приложениях: для охлаждения различных устройств, при создании новых систем транспортировки и производства тепловой энергии и т.п. Это требует систематического изучения теплообменных свойств наножидкостей. В данной статье представлены результаты измерения коэффициента теплоотдачи ламинарного и турбулентного течений в миниканале с круговым поперечным сечением наножидкостей на основе дистиллированной воды с частицами оксидов кремния, алюминия и меди. Максимальная объемная концентрация частиц не превышала 2 %. Изучена зависимость коэффициента теплоотдачи от концентрации наночастиц и их размера. Показано, что при использовании наножидкости можно ожидать существенного повышения коэффициента теплоотдачи по сравнению с соответствующим значением для воды. Однако получаемый результат существенно зависит от режима течения. В ламинарном течении превышение коэффициента теплоотдачи обусловлено только увеличением коэффициента теплопроводности наножидкости, тогда как в турбулентном получаемый эффект обусловлен соотношением вязкости и теплопроводности наножидкости. Вязкость и теплопроводность наножидкостей зависят не только от объемной концентрации наночастиц, но также от их размера и материала и не описываются классическими теориями. Этим объясняется, в частности, широкий разброс и противоречивость литературных данных, где влияние указанных факторов (размеров наночастиц и их материала) не рассматривалось и не учитывалось. Экспериментально и методом молекулярной динамики показано, что вязкость наножидкости с уменьшением размера дисперсных частиц растет, тогда как теплопроводность падает. Впервые экспериментально установлено, что коэффициент вязкости наножидкости зависит от материала частиц. Показано, что коэффициент теплопроводности наножидкости тем больше, чем выше плотность частиц.

Ссылки на полный текст

Издание

Журнал: Физическая мезомеханика

Выпуск журнала: Т. 19, 1

Номера страниц: 75-83

ISSN журнала: 1683805X

Место издания: Томск

Издатель: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук

Авторы

  • Рудяк Валерий Яковлевич (Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет)
  • Минаков Андрей Викторович (Сибирский федеральный университет)
  • Краснолуцкий Сергей Леонидович (Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет)

Вхождение в базы данных

Информация о публикациях загружается с сайта службы поддержки публикационной активности СФУ. Сообщите, если заметили неточности.

Вы можете отметить интересные фрагменты текста, которые будут доступны по уникальной ссылке в адресной строке браузера.