混合纳米流体在圆柱体内通过 Cattaneo–Christov 热通量强化传热的高级太阳能热利用技术中的应用

摘要 混合纳米流体（HNFs）在聚光太阳能领域自然得到了最重要的应用之一，该领域对将聚光太阳辐射高效转化为热能的热导率和稳定性提出了极高要求。HNFs 可以加快传热速率，从而释放出为家用和工业太阳能热水系统提供更快速加热时间并提高性能一致性的潜力。应用于太阳能集热板传热的 HNF 流动在效率、耐用性和整体性能方面带来了巨大优势；因此，它是新型可再生能源技术中值得进一步研发的前沿领域。本文旨在探讨在传热过程中随圆柱体流动的混合纳米流体冷却剂（单壁碳纳米管 SWCNT‐Al 2 O 3 /水、多壁碳纳米管 (MWCNT)‐Al 2 O 3 /水）的 Cattaneo–Christov (C–C) 热通量及带时间弛豫的磁参数的影响。当前的数学模型利用磁场研究导电流体的行为。热辐射维持定常流动。碳纳米管（SWCNT 和 MWCNT）用作水基流体中的纳米材料。在给定模型中，采用部分滑移模型进行混合纳米流体流动的边界层流动分析。在冷却过程中，借助相关变换将边界层的 PDEs 组转化为 ODEs。转化后的常微分方程组采用计算软件 MATLAB 的数值算法 bvp4c 进行求解。对速度场和热场各种参数获得的结果进行了图解说明。根据所得结果得出结论：速度场随曲率参数值的增大而增大。滑移参数的增加则使速度降低。此外，温度分布随着纳米颗粒体积分数和热 Biot 数值的提高而增大。