目錄
前言
第1章 緒論1
1.1 微通道傳熱研究進(jìn)展1
1.1.1 單相對(duì)流傳熱研究進(jìn)展2
1.1.2 沸騰傳熱研究進(jìn)展6
1.2 納米流體熱物性研究進(jìn)展7
1.2.1 納米流體熱物性實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展7
1.2.2 分子動(dòng)力學(xué)探究熱物性研究進(jìn)展13
1.3 納米流體應(yīng)用研究進(jìn)展17
1.3.1 單相對(duì)流傳熱研究進(jìn)展18
1.3.2 沸騰傳熱研究進(jìn)展22
參考文獻(xiàn)24
第2章 微通道單相流動(dòng)與傳熱性能36
2.1 復(fù)雜結(jié)構(gòu)微通道對(duì)流傳熱數(shù)學(xué)建模36
2.1.1 物理模型36
2.1.2 網(wǎng)格劃分方法37
2.1.3 數(shù)學(xué)模型建立37
2.1.4 單相模型選擇依據(jù)43
2.1.5 小結(jié)43
2.2 微結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)流動(dòng)與傳熱性能的影響44
2.2.1 基于多目標(biāo)遺傳算法的微通道結(jié)構(gòu)優(yōu)化44
2.2.2 四組代表性結(jié)構(gòu)流動(dòng)與傳熱分析55
2.2.3 小結(jié)61
2.3 微結(jié)構(gòu)形式對(duì)流動(dòng)與傳熱性能的影響62
2.3.1 物理模型62
2.3.2 建立性能評(píng)價(jià)圖模型62
2.3.3 基于納米流體流動(dòng)與傳熱特性分析67
2.3.4 小結(jié)78
2.4 多孔介質(zhì)微通道強(qiáng)化傳熱研究79
2.4.1 物理模型79
2.4.2 模型方法驗(yàn)證80
2.4.3 流動(dòng)與傳熱機(jī)理分析82
2.4.4 小結(jié)86
2.5 鯊魚(yú)仿生結(jié)構(gòu)微通道流動(dòng)與傳熱性能研究86
2.5.1 模型描述86
2.5.2 數(shù)值計(jì)算方法及模型驗(yàn)證91
2.5.3 通道結(jié)構(gòu)型式及仿生肋高的影響95
2.5.4 小結(jié)102
2.6 仿生結(jié)構(gòu)微通道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)103
2.6.1 模型描述與驗(yàn)證103
2.6.2 魚(yú)鱗結(jié)構(gòu)及個(gè)數(shù)的影響105
2.6.3 排布方式及通道高寬比的影響108
2.6.4 小結(jié)112
2.7 基于多目標(biāo)遺傳算法的復(fù)雜結(jié)構(gòu)微通道結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化112
2.7.1 模型描述和方法112
2.7.2 多目標(biāo)遺傳優(yōu)化理論115
2.7.3 結(jié)果分析與討論119
2.7.4 小結(jié)122
參考文獻(xiàn)122
第3章 微通道沸騰傳熱及氣泡動(dòng)力學(xué)127
3.1 多孔介質(zhì)微通道兩相流動(dòng)沸騰研究127
3.1.1 多相模型選擇依據(jù)127
3.1.2 壁面接觸設(shè)定及模型驗(yàn)證129
3.1.3 兩相流動(dòng)及沸騰傳熱特性分析133
3.1.4 小結(jié)139
3.2 仿生結(jié)構(gòu)微通道沸騰傳熱性能139
3.2.1 數(shù)學(xué)及物理模型139
3.2.2 模型驗(yàn)證143
3.2.3 流型變化及判定144
3.2.4 流動(dòng)沸騰不穩(wěn)定性及傳熱特性分析149
3.2.5 小結(jié)154
3.3 微通道超臨界流動(dòng)與傳熱性能155
3.3.1 數(shù)學(xué)及物理模型156
3.3.2 模型驗(yàn)證160
3.3.3 超臨界流動(dòng)與傳熱特性161
3.3.4 流動(dòng)加速效應(yīng)167
3.3.5 基于溫度均勻分布的結(jié)構(gòu)優(yōu)化171
3.3.6 小結(jié)175
參考文獻(xiàn)175
第4章 混合納米流體熱物性能變化規(guī)律179
4.1 混合納米流體制備及穩(wěn)定性表征179
4.1.1 “兩步法”制備179
4.1.2 穩(wěn)定性表征及優(yōu)化184
4.1.3 小結(jié)200
4.2 二元混合納米流體導(dǎo)熱系數(shù)變化規(guī)律200
4.2.1 導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量201
4.2.2 顆�；旌媳鹊挠绊�202
4.2.3 基液混合比的影響203
4.2.4 熱經(jīng)濟(jì)性分析206
4.2.5 小結(jié)211
4.3 二元混合納米流體流變特性研究211
4.3.1 基本流變特性212
4.3.2 表面活性劑的影響214
4.3.3 顆粒尺度的影響217
4.3.4 混合納米流體黏度變化貢獻(xiàn)度及機(jī)理分析221
4.3.5 小結(jié)225
4.4 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)納米流體熱物性參數(shù)225
4.4.1 徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本原理225
4.4.2 遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理229
4.4.3 思維進(jìn)化算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本原理233
4.4.4 優(yōu)化結(jié)果分析與討論234
4.4.5 小結(jié)240
4.5 三元混合納米流體熱經(jīng)濟(jì)性分析241
4.5.1 顆粒組合的選擇241
4.5.2 流變特性與熱物性分析243
4.5.3 熱經(jīng)濟(jì)性分析248
4.5.4 小結(jié)248
4.6 三元混合納米流體顆�；旌媳冗x取原則249
4.6.1 顆粒種類及濃度的選擇249
4.6.2 顆粒種類對(duì)熱物性的影響251
4.6.3 熱物性預(yù)測(cè)與最佳混合比的選擇261
4.6.4 小結(jié)265
參考文獻(xiàn)265
第5章 納米流體微觀能量傳遞機(jī)理270
5.1 分子動(dòng)力學(xué)模擬方法270
5.1.1 模型建立及原理270
5.1.2 初始參數(shù)設(shè)定273
5.1.3 模型驗(yàn)證285
5.1.4 小結(jié)289
5.2 界面層影響納米流體熱物性變化的微觀機(jī)理290
5.2.1 納米流體熱物性參數(shù)的MD模擬計(jì)算290
5.2.2 界面層對(duì)納米流體熱物性變化的微觀機(jī)理297
5.2.3 納米流體種類對(duì)納米流體運(yùn)輸參數(shù)影響規(guī)律301
5.2.4 小結(jié)307
5.3 顆粒團(tuán)聚形態(tài)對(duì)納米流體宏觀輸運(yùn)參數(shù)的影響308
5.3.1 納米流體團(tuán)聚模型308
5.3.2 溫度對(duì)熱物性的影響312
5.3.3 顆粒尺寸和結(jié)構(gòu)對(duì)團(tuán)聚體的影響314
5.3.4 團(tuán)聚對(duì)熱物性的影響規(guī)律317
5.3.5 小結(jié)319
5.4 界面層微觀性質(zhì)320
5.4.1 模型構(gòu)建320
5.4.2 界面層密度對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的影響322
5.4.3 界面層熱通量方向?qū)��?dǎo)熱系數(shù)的影響330
5.4.4 小結(jié)336
5.5 顆粒團(tuán)聚的微觀性質(zhì)337
5.5.1 模型建構(gòu)338
5.5.2 顆粒團(tuán)聚過(guò)程對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的影響340
5.5.3 線性團(tuán)聚體與熱通量的夾角對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的影響345
5.5.4 顆粒排列對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的影響348
5.5.5 小結(jié)351
參考文獻(xiàn)352
第6章 納米流體對(duì)流傳熱性能358
6.1 二元混合納米流體單相對(duì)流傳熱性能及熱經(jīng)濟(jì)性分析358
6.1.1 對(duì)流傳熱實(shí)驗(yàn)過(guò)程358
6.1.2 對(duì)流傳熱理論模型360
6.1.3 傳熱性能評(píng)價(jià)及熱經(jīng)濟(jì)分析365
6.1.4 小結(jié)370
6.2 二元混合納米流體沸騰傳熱特性371
6.2.1 沸騰傳熱實(shí)驗(yàn)過(guò)程371
6.2.2 沸騰傳熱模型373
6.2.3 沸騰傳熱綜合性能評(píng)價(jià)375
6.2.4 小結(jié)382
6.3 三元混合納米流體單相流動(dòng)傳熱特性研究383
6.3.1 對(duì)流傳熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容383
6.3.2 數(shù)據(jù)處理384
6.3.3 結(jié)果分析與討論389
6.3.4 小結(jié)399
參考文獻(xiàn)399