矩形微通道流動入口段的阻力特性分析

摘要：運用Fluent軟件對寬高比ε為0.1~1.0的矩形微通道層流流動入口段的阻力特性進行了三維數值模擬.結果表明:寬高比ε和雷諾數Re對表觀摩擦因子與雷諾數乘積fappRe有一定的影響.fappRe值隨著寬高比ε的增大而減小,在不同的Re數范圍內呈現了不同的影響.當Re數小于300時,fappRe值隨Re數的增大而減小;Re數大于300后,fappRe值隨Re數變化很小.當流動達到充分發展后fappRe值保持不變,且與Re數無關.此外還研究了ε和Re數對水力進口長度的影響.發現當Re數小于和等于20時,無量綱進口長度隨著ε的增大逐漸減小;當Re數大于20,無量綱進口長度隨著ε的增大呈先增后減的趨勢,且在寬高比為0.3~0.4時達到峰值.基于得到的結果,提出了新的層流流動進口長度關系式,該式對微型設備的設計和優化具有一定的指導意義.