Forced convection heat transfer characteristics by controlling concurrent flow rates of a NanoPCM emulsion/water through outer annulus/inner tube of a concentric double-tube duct

摘要

摘要 本文藉由實驗及數值模擬同時進行，分別以純水及機能性流體(正二十烷奈米乳液)進行增設同心圓管之等熱通量管內層流強制對流所帶來的傳熱效益。 實驗中，以銅做為圓管材料，外管尺寸為:長度1250mm，外徑10mm、內徑9 1mm。內管尺寸為:長度2060mm，外徑8mm、內徑7 4mm。內外管間隙為1 1mm。於銅管加熱段部分纏繞緊密的鎳鉻電阻線圈提供等熱通量加熱條件。 外部的操作條件包括奈米流體之質量分率 、入口溫度 、總體積流量 及加熱段所提供之熱通量 ，並調整內/外管流量比 同時進行數值模擬，配置出最佳的熱傳增益。 目前，進行內外管皆以基底流體之實驗模擬比較，為證明增設同心圓管後，內管在高流速下所帶來其流體載熱可大幅提升管層流內強制對流所帶來的熱傳增益，基底流體結束後即進行奈米相變化乳液。然而可以預期的是奈米乳液於相變化階段潛熱所帶來散熱增幅，並同時研究奈米乳液之密度、比熱、及熱傳導率，以及使用相變化材料因流體黏度增加所需而外付出的壓降。 於固定總流量及加熱?率之實驗條件，熱傳增益與流量比成正比關係，而若工作流體為奈米乳液，需在潛熱有發揮的情形下流量比越高熱傳效果才會高過於純水。在固定總流量於 中， = 2%、5%兩個濃度的奈米乳液分別在加熱?率110W流量比0 7及加熱?率110W流量比0 27，熱對流增益擁有1 32倍及1 88倍的最佳增益。 關鍵字：同心雙圓管、奈米乳液、相變化材料、層流強制對流

獎項日期	2019
原文	English
監督員	Ching-Jenq Ho (Supervisor)