三周期极小曲面通道内流动换热特性实验研究

王婧晗; 孙凯; 杨志新; 程志龙; 曾敏; 王秋旺

西安交通大学学报 ›› 2025, Vol. 59 ›› Issue (11) : 125 -132.

王婧晗, 孙凯, 杨志新, 程志龙, 曾敏, 王秋旺

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摘要

为揭示三周期极小曲面通道内的流动换热特性，基于瞬态单吹法原理搭建实验装置，系统测量并分析了空气在I-WP和Primitive通道中的流动与换热性能，探讨了胞元类型、孔隙率（ε）及雷诺数（Re_h）对流动换热性能的影响。结果表明：Primitive通道的阻力系数随孔隙率增加而降低，且孔隙率对阻力的影响随Re_h增大而减弱，当孔隙率由0.30增加至0.40时，在Re_h=80和Re_h=450下阻力系数分别降低约37%和15%。相比之下，I-WP通道的阻力系数随孔隙率增加而升高，且由于孔隙率变化对流动扰动的影响有限，其换热性能变化较小。以Colburn换热因子与摩擦阻力系数比值作为流动换热综合性能评价指标，随着孔隙率增加，Primitive通道的综合性能小幅提升，I-WP通道则明显下降。当ε≤0.35时，I-WP通道综合性能优于Primitive通道；当ε=0.40时，两者综合性能接近。