随着世界的高速发展,对于能源的需求也越来越严峻,但是高需求的背后却是能源过度开采以及匮乏所带来的一系列问题,因此,节约能源,提升能源使用效率,减少能源在输运端的消耗成为学者及科学家们不可容忽视的问题。相变微胶囊颗粒是一种核壳式结构,由于其内部芯材在相变进行时可以大量吸收外部热量,且其配置成悬浮液后换热效果进一步提升,并且降低热量传输过程中的损失以及泵功率消耗,因此它的应用具有巨大前景。本文通过CFD技术,对相变微胶囊悬浮液圆管内流动的流动特性及传热特性进行分析和讨论。通过阅读文献,明确相变微胶囊及其悬浮液的物理性质以及传热机理,给出应用CFD技术模拟流场的湍流模型,明确颗粒数值计算模型,并对其在流场中所受Saffman力、曳力以及重力等进行详细分析,采用k-ε两方程模型、Simple算法、DPM模型对相变微胶囊悬浮液在圆管内流动进行数值模拟,分析该过程的流动特性及传热特性。本文针对加入相变微胶囊颗粒的流体进行传热特性分析,得出结果表明:相比于纯水,在控制其他变量不变的前提下,当在管内流体中加入相变微胶囊颗粒时,其管壁温度将会降低,并且随着Re的增大,其中流体的对流换热能力呈非线性的增大,且增大趋势逐渐减小,直至平稳。当其他变量相同时,在Re相对较低的条件下,相变微胶囊技术的强化换热能力要强于波纹管技术,而在Re相对较高的条件下,波纹管技术的强化换热能力要强于相变微胶囊技术。本文分别对不同圆管管壁热流密度、不同质量分数以及不同体积流量的相变微胶囊悬浮液进行数值模拟,得出结果表明:圆管壁面热流密度越高,出口压降越低,出口处流体温度及壁面温度越高,而局部Nu受壁面热流密度变化的影响不明显;相变微胶囊悬浮液质量分数越高,其管程压降越大,管壁温度及内部流体出口温度越低,在相变结束之前,相变微胶囊颗粒的加入增大了流体的局部Nu,若提高它的质量分数,局部Nu也会随之有所提高,在相变结束后,对于低浓度的相变微胶囊悬浮液,其局部Nu随着悬浮液浓度的增大而增大,而当浓度增大到一定程度时,其局部Nu低于纯水,且随着悬浮液浓度的增大而减小;在相变微胶囊悬浮液体积流量相对较低的情况下,体积流量越大,其出口压降越大,出口处管内流体温度和壁面温度越低,在圆管内相变微胶囊悬浮液的体积流量增大到一定程度时,相变微胶囊颗粒未完全融化就已流出管道,此时,随着悬浮液体积流量的增加,其出入口温差降低,并且降低的趋势越来越平缓,体积流量的进一步提高对换热效果的提高将不再明显,将体积流量控制在一个合理的范围内才能更充分的利用相变潜热带来的优势。