内螺纹管内金属氧化物-水纳米流体传热特性的数值模拟

利用计算流体力动力学方法对恒定热流密度内螺纹铜管中的Fe2O3-水和Al2O3-水纳米流体的换热特性进行数值模拟，分析了纳米流体的质量分数、Re数和管道的不同水平位置对对流换热系数的影响，并将模拟结果与实验结果进行了对比，得到的模拟结果与实验结果趋于一致。模拟结果表明在Re数为1000～2000的范围内，内螺纹铜管的径向与轴向方向上，Fe2O3-水纳米流体的传热效果好于同等质量分数的Al2O3-水纳米流体，轴向方向上，当Al2O3-水纳米流体的质量分数为0.4%时，对流换热系数最大提高38.8%。Fe2O3-水纳米流体的质量分数提高0.3%时，对流换热系数最大提高26.5%，而Re数变化对对流换热系数的影响要更强一些，最大提高78%。Fe2O3-水和Al2O3-水纳米流体的对流换热系数增长趋势的最佳质量分数在4%左右。