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近年来,胶束溶液在区域供热、供冷系统中的应用成为关注的热点,然而对胶束溶液自然对流传热机理还不明确。本文以研究胶束溶液自然对流传热性能为目标,研究十六烷基三甲基溴化铵(Cetyltrimethyl Ammonium Bromide,CTAB)胶束溶液在等温竖直平板附近自然对流传热性能,主要内容有:1)设计并委托加工了中试型自然对流传热实验系统,实验研究了水中等温竖直平板附近的自然对流传热性能。结果表明:层流区和湍流区的拟合结果分别与McAdams和Fujii的实验关联式的最大误差分别为4.5%和4.4%,均在工程实验允许误差范围之内,实验系统、方法可靠,精度高。2)测试了 CTAB分别与水杨酸钠(NaSal)、反式-氯代肉桂酸(trans-pClCA)复配成的胶束溶液(简称,CTAB/NaSal、CTAB/trans-pClCA,合称CTAB胶束溶液)的表观黏度随剪切速率的变化规律。采用Cross模型拟合得到的零剪切黏度和特征时间与温度之间的关系均符合Arrhenius方程,拟合R2在0.9以上,可用于CTAB胶束溶液自然对流传热实验和数值模拟研究。3)实验中考察了 CTAB胶束溶液浓度、加热壁面温度对等温竖直平板附近边界层内的流动状态的影响,结果表明:浓度越高、加热壁面温度越低,竖直平板附近边界层内层流区越宽。4)实验中分析了黏弹性对两种胶束溶液自然对流传热特性的影响,结果表明:黏弹性参数We越大,等温竖直平板的输入功率越低、Nux越低。建立了两种胶束溶液自然对流传热的Nu与Rax和We2/Pr之间无量纲方程,可用于Rax=105 5～1011.5,We2/Pr=0.00015～0.0005的范围内已获得零剪切黏度和特征时间的胶束溶液自然对流传热Nux的计算。5)以Cross模型为基础,数值模拟了 CTAB/trans-pClCA胶束溶液在方腔内的自然对流传热特征,结果表明:在Ra=105.5～108范围内,模拟Nu和实验Nu误差在±5%以内,结合Cross模型的数值模型计算CTAB/trans-pClCA胶束溶液自然对流传热是正确的,可用于预测此范围内胶束溶液自然对流传热NuL。数值模拟了加热壁面温度、胶束溶液浓度和Ra对CTAB/trans-pClCA胶束溶液自然对流流动和传热的影响,结果表明:加热壁面温度越高、胶束溶液浓度越低、Ra越大,壁面附近的速度矢量层越薄、等温线越陡、主体区的等温线与加热壁面越垂直、壁面附近的层流边界层越薄、自然对流传热效果越好。