对流换热的磁致纵向涡有源强化与控制

以顺磁性空气为工作流体，在管内层流对流换热理论解的基础上，根据磁致纵向涡的低强度特征，引入截面当量导热系数并进行适当简化，建立磁致纵向涡对流换热的理论模型；用数值模拟方法研究通道内纵向涡流型变化与外磁场布局的关系，对流换热特性与纵向涡流型的关系。分析流动边界、热边界、空气氧浓度对纵向涡流型和对流换热过程的影响。进一步探讨有重力作用时，不同换热表面布置方式的磁致纵向涡形式以及对流换热过程的变化规律；搭建电磁铁梯度磁场的管内对流换热实验装置。测量管内的磁场强度分布，进行不同工况的流场可视化实验，观察纵向涡沿流动方向的演化过程。同时进行流体温度场的激光散斑测量和管壁温度分布的测量，得到对流换热系数，并验证理论分析和数值模拟的结果。项目的研究能够加深对热磁对流现象的认识，丰富和发展磁空气动力学，促进不同学科的交叉与渗透，为发展磁致纵向涡对流换热有源强化与控制技术提供理论依据。