刘明开题报告315.docxVIP

榆 林 学 院毕业设计（论文）开题报告题目T型微通道气液两相流动数值研究学生姓名刘明学号1306250146 院 (系)化学与化工学院专业过程装备与控制工程指导教师党 睿报告日期2017 年 3 月 10 日毕业设计（论文）题目T型微通道气液两相流动数值研究题目类别（请在有关项目作√记号）设计论文其它√题目需要在实验、实习、工程实践和社会调查等社会实践中完成是√否□毕业设计（论文）起止时间2017年2月27日起至 2017年 5月19日（共12周）本课题的研究意义与目的大千世界的物体尺度变化跨三十余个数量级，近十几年来，随着科技的发展，人们的视野逐渐由宏观世界走向微观世界，器件也向着集成化、小型化方向发展。对此，空间微尺度和时间微尺度条件下的流动和传热问题的研究也随之显得更加重要。1997年国际传热中心首次召开了微传热的国际会议，成为微尺度传热[1]这一学科正式建立的标志。在此之后，世界各地相继建立了有关微尺度研究的相关学术刊物等。微尺度流动与换热，是指特征尺度在1mm—1um之间集电子、机械于一身的器件。在这样的器件中有气体或者液体作为工作介质，其内的流动与换热就是一般的微尺度流动与换热。由于微通道的结构比较简单，微尺度其内部流动以层流为主，在高雷诺数时可能会出现湍流。微尺度流动缺少成熟的理论和可靠的实验，可用数值模拟的方法。? 本文主要研究的是T型微通道气液两相流动数值。现在，微尺度在微电机、微生物工程、微电子工程、航空航天、材料处理等领域都有广泛的应用前景，而其中的微尺度流体和传热器件的商业化进程正与其发展初期，具有广阔的工程应用背景并备受众多领域专家的关注。二、国内外发展现状国内外关于微小通道的流动特性已经进行了大量的实验与数值研究，并与常规尺度的管道内的特性进行了对比。但是不同文献的结果相差很大，微小通道的流动和换热结果与经典理论相违背。这可能是因为表面粗糙度、宽高比、入口效应等。近年来大多学者都认为光滑微通道管的流动特性与传统常规尺度的流动规律相一致。早期出现试验与经典理论相悖的结果是因为试验的边界与理论条件不符或测量存在较大误差等因素，并非所谓的微尺度效应。Tuckenman和Pease[2]于1981年研究了水受迫流过直接加工在电子芯片背面的微矩形槽道的冷却性能，其研究发现流体在微槽道中的摩擦阻力系数比经典理论预计的要高，并且认为，要显著增加介质的对流换热系数，主要途径是减小槽道的当量直径。Wu和Little[3]对氮气通过4种不同构造微槽道的情况进行了实验，实验发现有三个不同的传热区域：层流区，转变区，紊流区。Re相同时双边加热的Nu数比单边加热情况下，二者的差别随着re数的提高而增大。彭小峰[4] 等也陆续报道了对水受迫流过微矩形通道时对流传热的实验研究，结果显示：层流，过渡区，紊流区,Nu=0.00805Re0.8Pr1/3。并发现传热可用传统的Dittus-Boeltre关联式的形式，但常数由熟知的0.023修改为0.00805。实验还发现，流体流速，液体过冷度，微槽道的数目和尺寸都会影响微槽道中传热特性。辛明道[5] 等对流过矩形微槽道是的实验数据整理出层流（Re400~1400）时的换热经验公式为：Nu=1.51(RePrDh/L)0.5545(H/W)-0.3615(ur/uW)0.11,其中H和W分别是微槽道的高度和宽度。21世纪世界经济的基石将很大程度上建立在微小器件的基础之上，但随着微电子技术的发展和芯片集成度的提高，微尺度传热问题已在国际上引起了前所未有的研究热潮[6] 。它是交叉于热科学（如热物理学、热力学、流体力学、热测试技术等）、物理（凝聚态物理、介观物理）、电子（计算机、微电子、微/纳电子机械系统等）、器件、机械（微加工等）、材料（新材料制备、测量、热评价）、化工（微流体、微反应）、生物医学工程（微泵、微传感器、微医疗仪器等）、仪表、生物信息与控制（生物芯片、培养皿）等诸多领域的一个新的成长点。三、研究内容与方案步骤1、查阅相关资料了解微尺度流动、微尺度换热的基本概念及应用，了解微尺度汽液两相流的基本参数及研究发展现状，撰写文献综述。2、熟悉FLUENT软件的使用方法，熟悉气—液两相流的数值模拟方法。3、采用数值模拟的手段，变化管道截面形状及截面尺寸、气液两相物性、气体和液体流速，研究管内气泡形成发展过程及压降情况，总结规律。四、课题工作量估计、存在问题及解决措施1、工作进度（以周为单位）（1）选题，并下达毕业论文任务书 1周(第1～1周)（2）开题准备及开题报告审核 1周(第2～2周)（3）T型微通道气液两相流动数值模拟研究阶段7周(第3～9周)（4）完成