文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
纳米流体在发动机散热系统中的应用研究
姓名:王玮
申请学位级别:硕士
专业:制冷与低温工程
指导教师:陈江平
20090201
摘要
纳米流体在发动机散热系统中的应用研究

摘要
随着汽车工业的发展,汽车工业的能源消耗不断加剧。排放要求的
提高对合理利用燃料提出了新的要求。但发动机散热成为提高发动机效
率的瓶颈之一,传统的冷却液已经逐渐不能满足冷却系统的要求,除了
开发更为高效的换热器,开发新型的传热冷却液也成为发展方向之一。
本文在总结纳米流体相关研究的基础上,对氧化铝-水/乙二醇纳米流
体进行了研究。建立换热器性能实验台,对体积率为 %、1%、%、
2%,流量为 ~1L/min,入口温度为 70℃、80℃和 90℃,颗粒
直径为 10nm,30nm,60nm 的情况下的氧化铝—水/乙二醇纳米流体的对
流换热性能进行了试验研究。利用ε− NTU 方法得到了纳米流体的对流
换热系数关联式。进一步研究了纳米材料体积率,粒径等参数对换热强
化的影响。在此基础上,利用整车热系统管理软件 KULI 分析了采用纳
米流体后对发动机散热及其性能的影响。
结果表明:(1)纳米颗粒尺寸的减小,体积率的增加,温度的上升,
流量的加大可以改善传热。
(2)体积率的增大可以改善流体的换热,但是也会增加流体的粘度,
加大流动的压降。
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摘要
(3) 纳米流体可以改善发动机冷却系统的性能,方针结果表明,在
汽车极限工况时,采用纳米流体的发动机冷却系统能够有效地降低水箱
温度,防止水箱内冷却液开锅; 同时能够有效地降低空气温度,改善发动机
舱内冷却效果。
关键词:发动机冷却,纳米流体,氧化铝,对流换热,仿真

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ABSTRACT
The Investigation of Nano-fluid Used in the Engine Cooling
System

ABSTRACT

The fuel consumption in automobile industry is intensified as well as
the development of automobile industry. The rising of emission standard
calls for the new requirement on using fuel efficiently. The engine cooling
became one of the limits on the improvement of engine efficiency. The
traditional coolant cannot meet the demand of engine cooling. The
development of new coolant has e a new development direction as
well as developing new type of high efficiency heat exchanger.
The current research status of nanofluid in heat conductivity and in heat
transfer is reviewed. A experiment rig was set up to test the performance of
heat exchanger, and test is carried out in these conditions: volume fraction
of %、1%、%、2%, volume flow rate of ~1L/min, entry
temperature of 70℃, 80℃ and 90℃, particle size of 10nm,30nm,60nm. By
ε− NTU method, the convective heat transfer coefficient and heat flow
rate are obtained. The relationship of heat transfer improvement with
volume fraction, particle size, entry temperature, and volum