纳米流体强化内燃机冷却系统流动的基础研究

利用高导热率、传热性能好的传热工质(纳米流体)替代传统冷却介质应用于内燃机冷却系统中,通过纳米流体流动特性的基础研究,为其在内燃机冷却系统中的应用提供理论基础支持.因此,利用试验方法对纳米流体在波壁管内的流动进行可视化研究,以期对纳米流体的流动机理进行详细的探讨,从而推动纳米流体在内燃机冷却系统中的应用.研究发现:纳米流体的黏度增加值不大,且随着温度的升高,增加值降低;而相同入口速度状态下,纳米流体在波壁管内的流动比纯水更为活跃,漩涡数量增多,质量传递特性增强,且随纳米颗粒浓度的增加,流动湍流效应增大.通过分子动力学方法发现纳米颗粒在纳米流体流动过程中存在强烈的旋转作用,从而出现微湍流流动效应,进一步强化了纳米流体的湍流流动效果.     

纳米流体对内燃机冷却系统强化传热的数值模拟研究

将Cu-水纳米流体应用到内燃机冷却系统中,并利用大型通用CFD软件STAR-CD针对不同浓度纳米流体的内燃机冷却系统进行三维数值模拟计算.通过计算可以得到传热工质的流场、压力场及壁面换热系数的空间分布.结果表明,以Cu-水纳米流体作为传热工质可以显著提高内燃机的散热性能,且散热量随着纳米粒子浓度的增大而增大.同时,纳米粒子的加入也引起了内燃机冷却系统泵功的增加,但是与散热量的显著提高相比是可以接受的.     

Cu-乙二醇纳米流体对发动机冷却水套传热的模拟研究

在乙二醇冷却液中添加Cu纳米粒子作为内燃机冷却介质,并利用大型CFD软件AVL Fire针对两种不同的冷却介质对内燃机冷却系统的传热进行了三维模拟计算.通过计算可以得到传热工质的流场、压力场及壁面换热系数的空间分布.结果表明,以Cu-乙二醇纳米流体作为传热工质可以提高内燃机的散热性能,而且水套进出口压降有所降低.     

新型传热工质纳米流体的研究与应用

介绍了一种在强化传热领域具有广阔应用前景的新型传热（冷却）工质——纳米流体，分析了纳米流体的导热机理、导热性能以及影响其导热系数的各种因素，阐述了纳米流体对流换热性能的研究、纳米流体的制备及其稳定性和应用前景。     

流固耦合研究纳米流体在内燃机冷却水腔中的传热

在发动机的冷却系统内用纳米流体代替传统的冷却工质水,对六缸柴油机采用整体耦合的方法,将冷却系统与内燃机固体部件当作一个耦合体,使流固边界成为内部实时边界,对纳米流体在整机冷却系统中的流动与传热特性进行研究,考察不同种类、不同体积分数、不同粒径的纳米流体对内燃机冷却系统传热的影响规律,给出了整机冷却水套内冷却液的流场、换热系数、压力场以及准确的温度场分布,为内燃机热应力的计算以及纳米流体在柴油机冷却水腔的应用奠定了理论基础.     

纳米流体传热强化技术

主要汇总了国内外纳米流体传热强化技术的研究成果,对纳米流体传热强化技术的国内外研究发展状况进行了综述;针对纳米流体的物性参数及流动情况,分析了纳米流体的强化传热机理;并具体阐述了纳米流体的主要物性参数——导热系数和粘度的影响因素;叙述了纳米流体的在各个领域中的应用并对其未来进行了展望。     

纳米流体强化传热研究分析

文中综述了目前国内外对于纳米流体强化传热技术的研究情况,分析了纳米流体的强化传热机理及添加纳米粒子后对液体的物性参数--粘度、比热、密度、流体流动的影响;说明了石墨/水纳米流体及Fe3O4/水纳米流体导热系数和对流换热系数测量实验的原理及结果,并对结果进行了分析,实验结果表明纳米流体强化了传热.     

纳米流体强化导热系数机理初步分析

从添加纳米粒子改变了液体结构和纳米粒子微运动两个方面,分析了纳米流体强化导热系数的机理,研究表明,相对于在液体中添加毫米或微米级固体粒子以增加导热系数而言,纳米流体强化导热系数的原因主要来自于纳米粒子的微运动,通过测量不同温度下纳米流体的导热系数,验证了纳米粒子微运动是纳米流体强化导热系数的主要因素。     

纳米流体柴油机机油冷却器传热试验设计

为了研究新型冷却介质--纳米流体在内燃机冷却系统中的换热效果,自行设计了适用于多种冷却介质的传热性能试验台,并根据纳米流体的性能改进了加热方法,以纳米流体、水和防冻液为冷却介质在柴油机机油冷却器中进行了传热性能试验.结果表明,当冷却介质进口温度为85℃时,纳米流体的换热能力比水和防冻液分别提高了4.6%和19.0%;当...     

纳米流体毛细弯液蒸发界面热质迁移特性分析

基于增广杨拉普拉斯方程的毛细弯液面薄膜蒸发区的传热传质模型,数值分析了过热度和纳米流体工质对毛细弯液面薄膜蒸发区热质迁移特性的影响。结果表明,过热度增大导致薄膜区范围减小,蒸发界面热流密度增大,薄膜区总换热量增大,但同时减弱了薄膜界面的稳定性。在传统流体工质中添加合适的纳米颗粒,纳米流体运动粘性系数随体积分率增大而减小,导热系数随体积分率增大而增大,影响其传热传质效果。较大体积分率的纳米流体,其薄膜厚度更小,薄膜区热流密度和蒸发质量流率更大,但同时蒸发界面的稳定性减弱。不同种类的纳米流体对毛细弯液蒸发界面的影响也较为明显,具有较低运动粘性系数和较高导热系数的纳米流体能够迁移更多的热量。     

车用内燃机冷却系统动态传热模型

提出了一个基于集总参数法的车用内燃机冷却系统动态传热模型。考虑了内燃机燃烧室、散热器和水泵的传热和冷却系统的工作,建立了机体、散热器、水泵与冷却介质之间的热耦合计算公式。对一台单缸柴油机冷却系的稳态及动态温度进行了计算,结果证实该模型可用于内燃机冷却系统的动态传热特性研究。     

Theory and performance analysis of a new heat engine for concentrating solar power

The objectives of this paper are to introduce a new heat engine and evaluate its performance. The new heat engine uses a gas, such as air, nitrogen, or argon, as the working fluid and extracts thermal energy from a heat source as the energy input. The new heat engine may find extensive applications in renewable energy industries, such as concentrating solar power (CSP). Additionally, the heat engine may be employed to recover energy from exhaust streams of internal combustion engines, gas turbine engines, and various industrial processes. It may also work as a thermal‐to‐mechanical conversion system in a nuclear power plant and function as an external combustion engine in which the heat source is the combustion gas from an external combustion chamber. The heat engine is to mimic the performance of an air‐standard Otto cycle. This is achieved by drastically increasing the time duration of heat acquisition from the heat source in conjunction with the timing of the heat acquisition and a large heat transfer surface area. Performance simulations show that the new heat engine can potentially attain a thermal efficiency above 50% and a power output above 100 kW under open‐cycle operation. Additionally, the heat engine could significantly reduce CSP costs and operate in open cycles, effectively removing the difficulties of dry cooling requirement for CSP applications. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

Regenerative Cooling for Liquid Rocket Engines

ＲｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅＣｏｏｌｉｎｇｆｏｒＬｉｑｕｉｄＲｏｃｋｅｔＥｎｇｉｎｅｓ￥ＱｉＦｅｎｇ（Ｎｏ．１１ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＢｕｒｅａｕｏｆＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｉｎｔｈｅｔｈ...     

适度隔热发动机的发展

适度隔热发动机的概念是指对燃烧室等主要受热零部件采取隔热措施处理,如此燃烧室表面向冷却水的传热减少,可以显著减小发动机冷却系统的整体尺寸。对表面隔热技术和适度隔热技术对发动机性能的影响进行了介绍和分析;并探讨了适度隔热发动机的发展方向。     

基于集总参数法的坦克发动机热性能模型

发展了一个基于集总参数法的坦克发动机热性能模型，考虑了发动机燃烧室的传热、发动机主要部件的传热、冷却系统和润滑系统的工作及坦克动力舱内的空气流动，建立了燃烧气体与发动机部件、各部件之间、部件与冷却液、部件与润滑油、部件与动力舱空气之间的热耦合计算公式．对一台坦克涡轮增压柴油机的热性能进行了实例计算，结果证实这个模型可以用于坦克发动机热性能的研究．     

Investigating the effect of nanofluids of aluminum oxide and titanium dioxide on the heat transfer of the engine cooling coil by considering the boiling phenomenon

Automotive industries are constantly seeking to produce more powerful and efficient engines. One of the factors affecting engine efficiency is the engine's temperature. Several research studies have been done to control and reduce engine temperature. The generated heat due to combustion of fuel in the engine should be cooled down to avoid engine heat up. In the present study, the cooling circuit of a real‐scale internal combustion engine is simulated using GT‐suite software along with a proposed model. Also, in this study, a model for simulating boiling and the effect of employing nanofluids as a coolant is presented. Initially, the performance of the proposed model is examined in a channel. The results show that the proposed model increases accuracy by about 20% compared with the default GT‐suit model, which ignores boiling. The simulation results show that the presence of Al₂O₃ and TiO₂ nanofluids up to 2 vol% reduces the engine wall temperature by 7% and 6.7%, respectively.     

CuO纳米流体作为柴油机冷却介质的数值计算分析

用CuO纳米流体作为柴油机的冷却介质,运用计算流体力学(CFD)方法对CuO粒子质量分数为1%,3%和5%的CuO纳米流体在柴油机冷却水套内的流动和换热过程进行三维数值模拟,并采用湍流随机跟踪方法,对固液两相流离散项纳米粒子的运动进行轨迹追踪,得到了不同CuO质量分数的纳米流体在柴油机水套内的CuO粒子分布,速度场分布,换热总量以及水套进出、口之间的压降变化。计算结果表明,CuO纳米流体作为介质可以显著提高柴油机的散热性能,随着纳米粒子的增加,柴油机散热能力增强,水泵功率损失小范围增加。     

高原环境对内燃机冷却系统性能的影响

本文运用传热学理论,分析、研究了高原环境对水冷式内燃机冷却系统散热能力的影响。指出高原空气流动雷诺数减小及水沸点降低导致散热能力下降;同时分析出冷却系相对热负荷随海拔升高而增加,二者综合结果致使冷却系沸腾进风温度在高原地区下降,增压发动机尤为显著。在不同海拔时695Q非增压发动机及695QZ增压发动机的冷却系统性能试验基础上,总结出了水冷式内燃机冷却系统性能随海拔高度的变化规律。     

Numerical investigation on supercritical turbulent heat transfer of copper/n-decane nanofluid inside a miniature tube

To evaluate the potential benefits of kerosene-based nanofluids as coolants for regenerative cooling system, a detailed numerical study of the turbulent heat transfer of copper/n-decane nanofluid flowing inside a miniature cooling tube at supercritical pressures has been conducted. Numerical results reveal that copper nanoparticles can significantly improve heat transfer performance in the entire cooling tube. This can be explained by the fundamental mechanism that within the near-wall turbulent flow region, the reduction of nanofluid kinematic viscosity leads to increased turbulent thermal conductivity and consequently causes heat transfer enhancement. Moreover, heat transfer deterioration phenomenon is delayed or weakened by nanoparticles, and the overall heat transfer performance of the base fluid has been improved. Results indicate potential advantages of kerosene nanofluids as coolants for regenerative engine cooling applications.