納米流體強(qiáng)化內(nèi)燃機(jī)冷卻水腔沸騰換熱的基礎(chǔ)實驗研究.pdf

1、隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展需求，內(nèi)燃機(jī)升功率不斷提高，這將導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)溫度的不斷升高，過高的熱負(fù)荷使內(nèi)燃機(jī)工作的穩(wěn)定性及使用壽命面臨艱巨的考驗，合理地解決內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部的冷卻問題對于現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展有著重要的意義。
　　納米流體是指將粒子尺寸在納米級別（尺寸在1～100nm）金屬、金屬氧化物或者非金屬顆粒以一定的比例分散在液體中獲得的一種換熱工質(zhì)，在內(nèi)燃機(jī)冷卻水腔中存在著局部的過冷沸騰換熱現(xiàn)象，采用這種新型工質(zhì)來改善內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)的換熱問題是近

2、些年專家們提出的具有重大意義的解決方案。
　　相比于傳統(tǒng)的固-液兩相懸浮液（顆粒粒徑在毫米或微米量級），納米流體有著明顯優(yōu)勢:納米流體的有效導(dǎo)熱系數(shù)要大于傳統(tǒng)的兩相混合液;納米流體不以增加流動阻力為代價而提升了對流換熱系數(shù);由于納米粒子的運(yùn)動更接近分子，這一特性使納米粒子的使用不易引起摩擦、堵塞等不良后果。
　　現(xiàn)有的研究大多考察納米流體對于飽和沸騰換熱過程的影響，關(guān)于過冷沸騰換熱的研究不是很豐富，將納米流體應(yīng)用到內(nèi)燃機(jī)冷卻

3、水腔，強(qiáng)化其過冷沸騰換熱的模擬實驗研究還很少，本文針對現(xiàn)有研究的不足，主要進(jìn)行了如下研究:
　　(1)納米流體的制備。采用“兩步法”制備了實驗所需的納米流體，經(jīng)過懸浮性實驗、透射電鏡檢驗，發(fā)現(xiàn)配置的納米流體懸浮性和分散性較好，可以滿足實驗的需求;
　　(2)納米流體物性參數(shù)的測量。為了更好探明納米流體的基礎(chǔ)性質(zhì)，對納米流體的粘度和導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行了測量，并考察了納米流體體積分?jǐn)?shù)、溫度、粒徑大小對于粘度和導(dǎo)熱系數(shù)的影響;
　

4、　(3)納米流體的飽和池沸騰換熱實驗。搭建了納米流體池沸騰換熱實驗系統(tǒng)，對實驗臺的重復(fù)性進(jìn)行了校驗。實驗表明納米粒子的添加惡化了去離子水的飽和池沸騰換熱性能，利用高速攝影技術(shù)對納米流體惡化換熱的結(jié)果進(jìn)行了分析;擾動的大小、納米流體的體積分?jǐn)?shù)對于其換熱性能都有較大影響;
　　(4)納米流體的過冷池沸騰換熱實驗。重點研究了納米流體的過冷池沸騰換熱過程，采用池沸騰與擾動相結(jié)合的方法，研究了納米流體在內(nèi)燃機(jī)冷卻水腔內(nèi)實際應(yīng)用的可行性，實驗