热调控粒子悬浮液

颗粒增强对流传热

通过调节颗粒的热物性和浓度，可主动控制Rayleigh-Bénard对流的热传递效率，为热管理提供新的颗粒设计思路。

Peifei, Fan · Xia, Yan · Lin, Zhaowu · 郭宇 · 余钊圣

Physics of Fluids 2025

参数信息

Rayleigh数范围

10^5–10^8

颗粒体积分数

up to 25 %

颗粒与流体热导率比

0.1–50

颗粒与流体比热容比

0.1–50

技术优势

热导率比可控

颗粒与流体热导率比从0.1到50可调，通过调控颗粒内部热扩散改变整体传热，高比例增强换热。

比热容比可调

颗粒与流体比热容比从0.1到50可调，通过移动颗粒域中的热对流影响整体传热，使热量传递路径可设计。

抑制流反向

较小热导率比或较大比热容比时，壁面颗粒层更强，角涡衰减并抑制流反向，有利于稳定换热。

应用场景

• 热管理流体：作为可调热物性的工作流体，替代传统单一流体实现按需调控换热效率。
• 储能系统冷却：通过颗粒参数设计增强对流冷却，提升储能系统散热均匀性和效率。
• 仿生热传递：利用颗粒层抑制流反向和角涡，仿生调控热对流结构。