【摘要】：冷卻液作為冷卻系統不可缺少的散熱介質,有30%燃燒室產生的熱量借助其散發(fā),故冷卻液的傳熱性能至關重要。目前,以乙二醇作為基液的傳統冷卻液,存在性能不穩(wěn)定、傳熱差、使用壽命短等問題,還會對生態(tài)環(huán)境造成破壞。研究人員將納米粒子添加到冷卻液中,明顯增強了流體的散熱能力,可提高發(fā)動機的冷卻速率和運行速度,減少能源消耗。丙二醇納米流體具有高沸點、低凝點、環(huán)�？刮g、低揮發(fā)性等優(yōu)點,應用前景十分廣闊。本文在確定納米流體傳熱性能主要影響因素的基礎上,通過試驗研究和仿真分析納米流體在汽車散熱器中的傳熱特性,得到了物理因素(粒子體積分數、粒子種類、粒徑)和工作因素(溫度、流速)對流體傳熱性能的影響規(guī)律;建立納米粒子的運動方程和能量方程,分析粒子運動造成的能量轉移,探明了粒子運動對傳熱性能的影響機理。主要研究內容如下:1、設計研究方案,采用兩步法和超聲波震蕩制備得到相對穩(wěn)定的納米流體,依照經驗公式計算流體的熱物性參數,根據試驗原理搭建汽車散熱器冷卻性能測試臺。2、根據研究方案進行納米流體的傳熱性能試驗,測得散熱器的進出口溫度和壁溫,結合數值計算得到表征流體傳熱性能的參數,分析各參數的變化規(guī)律,探明物理因素與工作因素對納米流體傳熱性能的影響機理。3、建立散熱器扁平管的三維網格模型,對納米流體在扁平管中的傳熱流動特性進行仿真分析,得到系統的沿程溫度分布和壓力云圖,分析不考慮粒子運動時流體傳熱系數的變化規(guī)律。4、建立粒子的運動方程,得到粒子的平均運動速度,建立能量方程,分析粒子碰撞造成的能量損失,探明粒子運動對傳熱性能的影響機理;對比試驗結果與仿真結果,驗證影響機理的正確性。本文研究了納米流體在汽車散熱器中的傳熱性能,較為全面地分析了各因素對傳熱性能的影響規(guī)律,為納米流體的實際應用提供了理論依據。
【圖文】：

發(fā)現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構，粒子間因靜電斥力而遠離，如圖２－ｌ（ｂ）；邋（３）電壘作用，逡逑使極性基團帶電，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，通過探針對納米流逡逑體進行了邋６０分鐘的超聲處理，而未使用任何表面活性劑。他們在２７°Ｃ下測量了流體中逡逑納米顆粒的沉降速度和布朗速度，測量結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得出結論：通過超聲波振蕩便可實現納米流體的穩(wěn)定性，而不需要逡逑進行化學處理。逡逑２．３．２制備過程逡逑本文使用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
【學位授予單位】：廣西大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U464.138.2

【參考文獻】

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本文編號：2672507