吴旭辉1，张 平1，黄逸宸2
(1. 桂林电子科技大学 机电工程学院，广西 桂林 541004；2. 景德镇陶瓷大学 材料科学与工程学院，江西 景德镇 333403)
摘 要：陶瓷工业的节能降碳对于环境保护和可持续发展具有重要意义，而余热回收是实现节能降碳的有效途径，为了提升陶瓷窑炉中烟气余热的回收效率，研究将纳米陶瓷氧化铝粉和水组成的Al2O3-水纳米陶瓷流体与肋柱结合来协同强化微通道换热器换热性能。采用了非正交多松弛(MRT)格子玻尔兹曼方法(LBM)研究了含肋柱的微通道内Al2O3-水纳米陶瓷流体的流动传热特性，并通过与前人相关工作结果进行对比验证了该模型的准确性与可靠性。具体研究了在肋柱换热总面积不变的情况下，不同肋柱高度hi以及纳米颗粒体积分数φ对微通道流动传热特性的影响。研究结果表明，与平直流道相比，肋柱的加入显著增强了微通道的换热性能。此外，随着φ增大，微通道换热性能增强。在肋柱换热总面积不变的情况下，随着hi的增大，微通道换热性能逐渐减弱，当hi为0.3125时热性能因数TPF最大，综合传热性能与压力损失的表现最好。虽然添加肋柱使得微通道传热性能得到提升，但综合压力损失与传热性能却小于平直表面。研究结果能对微通道换热器内的结构设计与优化提供一定参考。
关键词：微通道换热器；格子玻尔兹曼方法；纳米流体；肋柱；流动传热特性