纳米流体改善活塞冲击射流换热系统基础实验研究

摘要

随着科技的进步，内燃机的功率越来越高，随之而来的是由于活塞热负荷过高引发机械性能下降引发的一系列的安全问题，如何有效的降低活塞温度成为内燃机研究的热点课题。冲击射流冷却技术由于其换热能力强、占用空间小、不改变活塞已有结构等优点成为活塞冷却的最佳方法之一。但是传统冷却工质换热能力较低，无法满足活塞日益升高的热负荷，而纳米流体由于其优秀导热与传热能力，为其能够作为新的冷却工质对活塞进行冷却提供了可能。本文从提高冲击射流冷却系统中冷却工质换热能力方面入手，将热物性更好的纳米流体引入活塞的冲击射流冷却系统，达到了在现有基础上进一步强化冲击射流冷却的目的。主要工作如下:
　　1)分别介绍了纳米流体与冲击射流强化换热的基础理论，为本实验中将纳米流体引入冲击射流系统提供了理论基础。
　　2)本文通过两步法制备实验所需浓度的SiO2-水纳米流体，对所制备的纳米流体进行悬浮性实验，实验结论表明所制备的纳米流体分散性良好，符合冲击射流实验要求。
　　3)测量实验所需纳米流体热物性参数。使用瞬态热线法测定制备纳米流体导热系数，用椎板式粘度计测量粘度，依靠测量结果制定冲击射流冷却实验步骤。
　　4)建立冲击射流换热系数测验系统，测量去离子水与不同浓度纳米流体在不同的冲击条件下的换热系数。
　　5)将实验结果进行比较，并给出合理解释。