加热热通量对微柱群通道内强迫对流换热的影响

摘要

以去离子水为工质,流经宽度3.5 mm、长度40 mm的叉排微柱群板,微柱群由直径500 μm,高度分别为500、750、1000 μm的微柱组成.实验研究微柱群内部加热热通量对换热特性的影响.采用电加热棒进行加热,测量微柱群板Reynolds数在100～1000之间时的进出口温度与流量,进而获得微柱群内部Nusseh数.研究结果表明,加热热通量对微柱群换热特性有重要影响.一方面,加热热通量的增大导致工质平均温度升高,工质Prandtl数降低,削弱了工质的换热能力;另一方面,加热热通量的增大降低了工质黏度,加剧了工质热运动,扰动增强,强化了工质的换热能力.当Re较低时,加热热通量的增大由于削弱了端壁面效应对换热的不利影响,同时增加了壁面与工质之间的温差,从而导致换热强化;随着Re的增大,端壁面效应减弱,因而加热热通量的增大对微柱群内部换热的影响减弱.