【摘要】：冷卻液作為冷卻系統(tǒng)不可缺少的散熱介質(zhì),有30%燃燒室產(chǎn)生的熱量借助其散發(fā),故冷卻液的傳熱性能至關(guān)重要。目前,以乙二醇作為基液的傳統(tǒng)冷卻液,存在性能不穩(wěn)定、傳熱差、使用壽命短等問(wèn)題,還會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞。研究人員將納米粒子添加到冷卻液中,明顯增強(qiáng)了流體的散熱能力,可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻速率和運(yùn)行速度,減少能源消耗。丙二醇納米流體具有高沸點(diǎn)、低凝點(diǎn)、環(huán)�？刮g、低揮發(fā)性等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用前景十分廣闊。本文在確定納米流體傳熱性能主要影響因素的基礎(chǔ)上,通過(guò)試驗(yàn)研究和仿真分析納米流體在汽車(chē)散熱器中的傳熱特性,得到了物理因素(粒子體積分?jǐn)?shù)、粒子種類(lèi)、粒徑)和工作因素(溫度、流速)對(duì)流體傳熱性能的影響規(guī)律;建立納米粒子的運(yùn)動(dòng)方程和能量方程,分析粒子運(yùn)動(dòng)造成的能量轉(zhuǎn)移,探明了粒子運(yùn)動(dòng)對(duì)傳熱性能的影響機(jī)理。主要研究?jī)?nèi)容如下:1、設(shè)計(jì)研究方案,采用兩步法和超聲波震蕩制備得到相對(duì)穩(wěn)定的納米流體,依照經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算流體的熱物性參數(shù),根據(jù)試驗(yàn)原理搭建汽車(chē)散熱器冷卻性能測(cè)試臺(tái)。2、根據(jù)研究方案進(jìn)行納米流體的傳熱性能試驗(yàn),測(cè)得散熱器的進(jìn)出口溫度和壁溫,結(jié)合數(shù)值計(jì)算得到表征流體傳熱性能的參數(shù),分析各參數(shù)的變化規(guī)律,探明物理因素與工作因素對(duì)納米流體傳熱性能的影響機(jī)理。3、建立散熱器扁平管的三維網(wǎng)格模型,對(duì)納米流體在扁平管中的傳熱流動(dòng)特性進(jìn)行仿真分析,得到系統(tǒng)的沿程溫度分布和壓力云圖,分析不考慮粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)流體傳熱系數(shù)的變化規(guī)律。4、建立粒子的運(yùn)動(dòng)方程,得到粒子的平均運(yùn)動(dòng)速度,建立能量方程,分析粒子碰撞造成的能量損失,探明粒子運(yùn)動(dòng)對(duì)傳熱性能的影響機(jī)理;對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果,驗(yàn)證影響機(jī)理的正確性。本文研究了納米流體在汽車(chē)散熱器中的傳熱性能,較為全面地分析了各因素對(duì)傳熱性能的影響規(guī)律,為納米流體的實(shí)際應(yīng)用提供了理論依據(jù)。
【圖文】：

發(fā)現(xiàn)分散劑十二烷基苯磺酸鈉（ＳＤＢＳ）適用于前三種納米流體，而聚乙二醇（ＰＥＧ邋）逡逑則適用于Ａｈ０３－ＤＷ。徐小嬌等人［６５］得出了分散劑的作用原理：（１）分散劑吸附在粒子逡逑表面，增加了粒子間距，減小了范德華力和引力勢(shì)能，有利于分散，如圖２－ｌ（ａ）；邐（２）逡逑使粒子表面形成雙分子層結(jié)構(gòu)，粒子間因靜電斥力而遠(yuǎn)離，如圖２－ｌ（ｂ）；邋（３）電壘作用，逡逑使極性基團(tuán)帶電，使之有較厚的雙電層，如圖２－ｌ（ｃ）。逡逑（ａ）邐（ｂ）邐（ｃ）逡逑圖２－１分散劑的作用原理示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｆｕｎｃｔｉｏｎ邋ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ邋ｏｆ邋ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ逡逑Ｋａｉｌａｓｈ和Ｓａｎｄｅｅｐ［６６Ｍ吏用兩步法制備得到了邋ＣｕＯ－水納米流體，通過(guò)探針對(duì)納米流逡逑體進(jìn)行了邋６０分鐘的超聲處理，而未使用任何表面活性劑。他們?cè)冢玻?#176;Ｃ下測(cè)量了流體中逡逑納米顆粒的沉降速度和布朗速度，測(cè)量結(jié)果顯示二者的平均值分別為１．０９９ｘｌ０？ｍ／ｓ和逡逑９．９３ｘｌ（＾ｍ／Ｓ，即布朗速度遠(yuǎn)大于納米顆粒的沉降速度，表明制備的納米流體具有良好逡逑的穩(wěn)定性。Ｋａｉｌａｓｈ得出結(jié)論：通過(guò)超聲波振蕩便可實(shí)現(xiàn)納米流體的穩(wěn)定性，而不需要逡逑進(jìn)行化學(xué)處理。逡逑２．３．２制備過(guò)程逡逑本文使用ＺｎＯ和Ａｂ0３粒子制備納米流體

邐３０邐１０逡逑圖２－２所示為三種納米粒子在掃描電鏡下的ＳＥＭ圖片，，由圖可知，三種納米粒子逡逑均為球形，由此可以忽略粒子形狀對(duì)流體熱物性的影響。逡逑ｔ邋ｉ逡逑（ａ）邋ＺｎＯ；邐（ｂ）邋ａ－Ａｈ0３；逡逑ｍｇｍ逡逑（ｃ）邋ｙ－Ａｌ２0３；逡逑圖２－２三種納米粒子的ＳＥＭ圖片逡逑Ｆｉｇ．邋２－２邋ＳＥＭ邋ｉｍａｇｅｓ邋ｏｆ邋ｔｈｒｅｅ邋ｋｉｎｄｓ邋ｏｆ邋ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ逡逑１４逡逑
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U464.138.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2672507