納米流體在內(nèi)燃機(jī)冷卻系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、冷卻系統(tǒng)是內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)重要組成部分，它工作的好壞直接影響到內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。目前，隨著內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力性能的不斷提高，熱負(fù)荷的急劇增大，傳統(tǒng)的純液體換熱工質(zhì)已很難滿足一些特殊條件下的傳熱與冷卻要求。研制高熱導(dǎo)率、傳熱性能好的新型換熱工質(zhì)，對(duì)內(nèi)燃機(jī)散熱性能的提高具有重要意義。納米流體作為一種高導(dǎo)熱系數(shù)的新型傳熱工質(zhì)，在強(qiáng)化傳熱領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。 本文利用納米流體可以進(jìn)行強(qiáng)化傳熱的特點(diǎn)，將其應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)的冷卻系統(tǒng)內(nèi)，代

2、替目前內(nèi)燃機(jī)冷卻系統(tǒng)所使用的工質(zhì)，并通過(guò)CFD數(shù)值模擬的方法分析納米流體在內(nèi)燃機(jī)冷卻中應(yīng)用價(jià)值。本研究選擇傳統(tǒng)直列六缸柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)作為研究對(duì)象，對(duì)內(nèi)燃機(jī)冷卻系統(tǒng)整體進(jìn)行三維流動(dòng)傳熱計(jì)算，計(jì)算中先將純水作為傳熱工質(zhì)，分析當(dāng)前這種冷卻系統(tǒng)的三維流動(dòng)與傳熱情況。然后分別將濃度為2％的Cu-水、Al-水、Al<,2>O<,3>-水和TiO<,2>-水四種納米流體作為冷卻系統(tǒng)的傳熱工質(zhì)進(jìn)行整體模擬計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明，納米流體與傳統(tǒng)工質(zhì)相比可以顯

3、著提高內(nèi)燃機(jī)的散熱性能，并且Cu-水納米流體的傳熱能力最好。接著將Cu-水納米流體作為內(nèi)燃機(jī)冷卻系統(tǒng)的傳熱工質(zhì)，分別針對(duì)Cu粒子濃度為1％～5％的納米流體進(jìn)行整體模擬計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明，內(nèi)燃機(jī)的散熱量隨著納米粒子濃度的增大而增大。當(dāng)濃度達(dá)到5％時(shí)，內(nèi)燃機(jī)的散熱量可以提高43.9％。同時(shí)，在水中加入Cu納米粒子后，會(huì)引起液體粘度增加以及冷卻系統(tǒng)泵功增大等一些問(wèn)題。當(dāng)濃度達(dá)到5％時(shí)，泵功增加6％，與內(nèi)燃機(jī)散熱性能的顯著提高相比是可以接受的。