华南理工大学学报(自然科学版)

作者：段志鹏 宁晓茹 苏良彬 马浩

单位：北京交通大学 机械与电子控制工程学院，北京 100044

关键词：流动入口段,阻力特性,表观摩擦因子与雷诺数乘积,水力进口长度

基金：国家重点研发项目 (2017YFB0102101);国家自然科学基金资助项目 (51576013)

运用 Fluent 软件对宽高比 ε 为 0． 1 ～1． 0 的矩形微通道层流流动入口段的阻力 特性进行了三维数值模拟． 结果表明:宽高比 ε 和雷诺数 Re 对表观摩擦因子与雷诺数乘 积 fapp Re 有一定的影响． fapp Re 值随着宽高比 ε 的增大而减小，在不同的 Re 数范围内呈现 了不同的影响． 当 Re 数小于 300 时，fapp Re 值随 Re 数的增大而减小;Re 数大于 300 后， fapp Re 值随 Re 数变化很小． 当流动达到充分发展后 fapp Re 值保持不变，且与 Re 数无关． 此 外还研究了 ε 和 Re 数对水力进口长度的影响． 发现当 Re 数小于和等于 20 时，无量纲进 口长度随着 ε 的增大逐渐减小;当 Re 数大于 20，无量纲进口长度随着 ε 的增大呈先增后 减的趋势，且在宽高比为 0． 3 ～0． 4 时达到峰值． 基于得到的结果，提出了新的层流流动进 口长度关系式，该式对微型设备的设计和优化具有一定的指导意义．

来源：2019年第9期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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