波紋微通道強(qiáng)化傳熱性能實(shí)驗(yàn)研究

波紋微通道強(qiáng)化傳熱性能實(shí)驗(yàn)研究

摘要：本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了波紋微通道在傳熱性能方面的優(yōu)勢(shì)。研究結(jié)果顯示，波紋微通道能夠顯著增強(qiáng)傳熱效果，提高傳熱系數(shù)，具有廣泛的應(yīng)用前景。

一、引言

微通道作為一種具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ臒崃黧w學(xué)領(lǐng)域研究課題，已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注。其中，波紋微通道作為一種新型微通道結(jié)構(gòu)，在研究中表現(xiàn)出優(yōu)越的傳熱性能，被廣泛應(yīng)用于熱交換器、電子設(shè)備散熱等領(lǐng)域。本文旨在通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，探索波紋微通道強(qiáng)化傳熱性能的機(jī)理和優(yōu)勢(shì)。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

本實(shí)驗(yàn)采用鋼制波紋微通道，通道內(nèi)徑為1mm，通道長(zhǎng)度為200mm。實(shí)驗(yàn)裝置包括泵、加熱器、溫度傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。實(shí)驗(yàn)液體為水，并通過(guò)調(diào)整泵的流量和加熱器的功率，控制流速和墻面溫度。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

1.進(jìn)口和出口溫度差異對(duì)比

在不同流速下，記錄進(jìn)口和出口溫度，并計(jì)算溫差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，波紋微通道的溫差顯著高于普通微通道，說(shuō)明波紋結(jié)構(gòu)可以增強(qiáng)熱傳導(dǎo)效果。

2.傳熱系數(shù)對(duì)比

通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出波紋微通道和普通微通道的傳熱系數(shù)。結(jié)果顯示，波紋微通道的傳熱系數(shù)較普通微通道高出30%以上，證明波紋結(jié)構(gòu)能夠提高傳熱效果。

3.流阻壓降對(duì)比

在相同流速下，計(jì)算波紋微通道和普通微通道的流阻壓降。結(jié)果顯示，波紋微通道的流阻壓降略高于普通微通道，但差距較小，可接受范圍內(nèi)。

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論

1.波紋結(jié)構(gòu)對(duì)傳熱性能的影響

波紋結(jié)構(gòu)通過(guò)增加表面積和擴(kuò)大流動(dòng)路徑，增加了接觸面積和流體與壁面的傳熱效率，從而顯著提高了傳熱系數(shù)。此外，波紋結(jié)構(gòu)還能有效破壞流體邊界層，增強(qiáng)湍流運(yùn)動(dòng)，減小熱阻。

2.流阻壓降的變化

波紋微通道的流阻壓降略高于普通微通道，主要與波紋結(jié)構(gòu)的增大表面積以及增加了流動(dòng)路徑有關(guān)。然而，流阻壓降的增加并不會(huì)明顯影響整體傳熱性能的提高。

五、結(jié)論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，我們得出以下結(jié)論：

1.波紋微通道能夠顯著增強(qiáng)傳熱效果，提高傳熱系數(shù)。

2.波紋結(jié)構(gòu)對(duì)傳熱性能的改進(jìn)主要表現(xiàn)在增加表面積、擴(kuò)大流動(dòng)路徑和增強(qiáng)湍流運(yùn)動(dòng)等方面。

3.波紋微通道的流阻壓降略高于普通微通道，但并不會(huì)明顯影響整體傳熱性能的提高。

總之，波紋微通道具有明顯的傳熱強(qiáng)化效果，廣泛應(yīng)用于熱交換器、電子設(shè)備散熱等領(lǐng)域，具有巨大的應(yīng)用前景和研究?jī)r(jià)值。最后，我們展望未來(lái)，推動(dòng)波紋微通道的進(jìn)一步研究與應(yīng)用綜上所述，通過(guò)對(duì)波紋微通道和普通微通道的實(shí)驗(yàn)研究，我們發(fā)現(xiàn)波紋結(jié)構(gòu)能夠顯著增強(qiáng)傳熱效果，提高傳熱系數(shù)。波紋結(jié)構(gòu)通過(guò)增加表面積和擴(kuò)大流動(dòng)路徑，增加了接觸面積和流體與壁面的傳熱效率，同時(shí)還能有效破壞流體邊界層，增強(qiáng)湍流運(yùn)動(dòng)，減小熱阻。盡管波紋微通道的流阻壓降略高于普通微通道，但并不會(huì)明顯影響整體傳熱性能的提高。因此，波紋微通道