本文關(guān)鍵詞：自由空間內(nèi)單噴嘴納米流體沖擊射流換熱特性實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：沖擊射流能極大地提高局部換熱系數(shù),是解決很多工業(yè)換熱難題的一種簡單且有效的方法。但是隨著日益增長的工業(yè)換熱需求,傳統(tǒng)的換熱工質(zhì)已經(jīng)不能滿足一些特定的換熱需求。納米流體是以一定方式和比例,將納米級的顆粒添加到液體工質(zhì)中,形成的均一、穩(wěn)定的新型換熱介質(zhì),與傳統(tǒng)液體工質(zhì)相比較,其具有更強(qiáng)的換熱能力。本文嘗試將納米流體作為冷卻工質(zhì)引入到?jīng)_擊射流換熱中,探究納米流體對沖擊射流換熱特性的強(qiáng)化作用,基于此,本文進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的工作：首先,我們利用“二步法”分別制備不同體積分?jǐn)?shù)的Si02-水及A1203-水納米流體,并進(jìn)行懸浮穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)和電鏡掃描實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明,我們制備的納米流體具有比較好的懸浮穩(wěn)定性；接著我們對納米流體的熱物性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,通過實(shí)驗(yàn)方法分別測量了納米流體的粘度和導(dǎo)熱系數(shù),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,納米流體的粘度和導(dǎo)熱系數(shù)均會受納米顆粒體積分?jǐn)?shù)和溫度的影響。再次,搭建了單噴嘴沖擊射流換熱特性實(shí)驗(yàn)臺,分別以去離子水,不同體積分?jǐn)?shù)的Si02-水和A1203-水納米流體為實(shí)驗(yàn)工質(zhì),探究射流沖擊高度,射流沖擊角,射流雷諾數(shù),納米顆粒體積分?jǐn)?shù)及粒徑對沖擊射流換熱特性的影響,同時(shí)探究了沖擊射流過程中換熱面徑向方向的溫度分布,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在基礎(chǔ)液體中添加納米顆粒能顯著地強(qiáng)化沖擊射流換熱,且添加金屬氧化物顆粒比非金屬氧化物顆粒更加有效,納米顆粒體積分?jǐn)?shù)及粒徑都會影響沖擊射流換熱。同時(shí),射流沖擊高度,射流沖擊角對去離子水、Si02-水和A1203-水納米流體的沖擊射流換熱特性的影響趨勢一致,去離子水、Si02-水和A1203-水納米流體的換熱面在穩(wěn)態(tài)時(shí)徑向方向的溫度分布情況均一致,也就是說,納米粒子的加入不會對基礎(chǔ)液體的流動特性造成太大的影響。最后,在已有的一些換熱經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式的基礎(chǔ)上,綜合考慮納米顆粒及沖擊條件等諸多因素,擬合出一個(gè)用于計(jì)算自由空間內(nèi)單噴嘴納米流體沖擊射流換熱系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式。關(guān)聯(lián)式的計(jì)算值和實(shí)際測量值誤差不大,這證明這個(gè)經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式具有一定的準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：納米流體 沖擊射流 強(qiáng)化換熱 活塞冷卻
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK124
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 概述9-10
• 1.2 沖擊射流理論概述10-11
• 1.3 常規(guī)流體沖擊射流換熱的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展11-13
• 1.4 納米流體沖擊射流換熱的研究進(jìn)展13-14
• 1.5 沖擊射流換熱理論研究進(jìn)展14-15
• 1.6 論文的研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)15-17
• 2 納米流體的制備、懸浮穩(wěn)定性及熱物性研究17-29
• 2.1 納米流體的制備17
• 2.2 懸浮穩(wěn)定性試驗(yàn)17-19
• 2.3 電鏡掃描實(shí)驗(yàn)19-21
• 2.4 納米流體熱物性實(shí)驗(yàn)研究21-25
• 2.4.1 粘度實(shí)驗(yàn)測量21-23
• 2.4.2 導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)測量23-25
• 2.5 納米流體熱物性的理論計(jì)算25-28
• 2.5.1 納米流體粘度的理論計(jì)算25-26
• 2.5.2 納米流體導(dǎo)熱系數(shù)的理論計(jì)算26-28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 3 納米流體沖擊射流換熱實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法29-40
• 3.1 實(shí)驗(yàn)裝置29-35
• 3.1.1 射流產(chǎn)生系統(tǒng)30-31
• 3.1.2 射流室系統(tǒng)31-33
• 3.1.3 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)33-34
• 3.1.4 測量系統(tǒng)34-35
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方法35-37
• 3.3 實(shí)驗(yàn)具體步驟37-38
• 3.4 實(shí)驗(yàn)誤差分析38-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 4 沖擊射流換熱實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析40-61
• 4.1 去離子水沖擊射流換熱的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析40-43
• 4.1.1 去離子水沖擊射流換熱的徑向分布40-41
• 4.1.2 沖擊高度對去離子水沖擊射流換熱的影響41
• 4.1.3 沖擊角對去離子水沖擊射流換熱的影響41-42
• 4.1.4 雷諾數(shù)對去離子水沖擊射流換熱的影響42-43
• 4.2 SiO_2-水納米流體沖擊射流換熱的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析43-50
• 4.2.1 納米粒子的加入對換熱特性的影響43-46
• 4.2.2 SiO_2-水納米流體沖擊射流換熱的徑向分布46-47
• 4.2.3 沖擊高度對SiO_2-水納米流體沖擊射流換熱的影響47-49
• 4.2.4 沖擊角對SiO_2-水納米流體沖擊射流換熱的影響49-50
• 4.3 Al_2O_3-水納米流體沖擊射流換熱特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析50-59
• 4.3.1 納米粒子的加入對沖擊射流換熱的影響50-54
• 4.3.2 Al_2O_3-水納米流體沖擊射流換熱的徑向分布54
• 4.3.3 沖擊高度對Al_2O_3-水納米流體沖擊射流換熱的影響54-57
• 4.3.4 沖擊角對Al_2O_3-水納米流體沖擊射流換熱的影響57-58
• 4.3.5 納米粒子粒徑對Al_2O_3-水納米流體沖擊射流換熱的影響58-59
• 4.4 本章小結(jié)59-61
• 5 自由空間內(nèi)單噴嘴納米流體沖擊射流換熱經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式61-66
• 6 總結(jié)與展望66-69
• 6.1 總結(jié)66-67
• 6.2 展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況73-74
• 致謝74-75

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