射流条件下采用纳米流冷却液对柴油机缸盖冷却的研究

摘要/Abstract

摘要：

为提高柴油机缸盖的散热性能,提出一种将纳米流冷却液作为冷却工质,利用射流技术提高缸盖进排气门鼻梁处传热系数的方法。试验研究发现,相同射流参数下,不同体积分数的纳米流冷却液较传统冷却液都可有效提升传热系数,但体积分数增加的作用有限。同体积分数的纳米流冷却液会因为不同射流参数而表现出不同的传热性能,同时也会因为其本身黏性的增加而耗费更大的驱动功率。采用纳米流冷却液可以有效提高缸盖鼻梁处的传热系数。

关键词: 纳米, 冷却, 射流, 柴油机, 缸盖, 实验

Abstract:

To improve the thermal performance of a diesel engine cylinder head, this paper presented a method that multi-metal nano-flow coolant as a new cooling fluid, using jet flow technology to improve heat transfer coefficient at the cylinder head intake and exhaust valves nose. After tests,it is found that, with the same jet flow parameters, the different volume share multi-metal nano flow has more heat transfer coefficient than that of traditional coolant, but the effects of the volume fraction increase are limited. The same volume share multi-metal nano flow shows different heat transfer performance because the impact of different jet angles and jet distances.At the same time, its own viscosity increases will cause more drive power cost. Heat transfer coefficient of multi-nano-flow is better than that of traditional coolant in cylinder head nose.

Key words: nanometer;cooling;jet flow;diesel engine;cylinder head, experiment

中图分类号:

TK421

郑伟1, 2, 张振东1. 射流条件下采用纳米流冷却液对柴油机缸盖冷却的研究[J]. 中国机械工程, 2012, 23(15): 1802-1807.

ZHENG Wei-1, 2, ZHANG Zhen-Dong-1. A Study of Diesel Cylinder Head Cooling Using Nano-flow Coolant with Jet-flow Method[J]. China Mechanical Engineering, 2012, 23(15): 1802-1807.

参考文献

[1]张万平[1],杨志刚[1],肖国权[1].柴油机受热零部件-冷却系统的流／热耦合仿真分析[J].系统仿真学报,2011,23(1):203-206.
[2]Kleemann A,Menegazzi P, Henriot S,et al. Numerical Study on Knock for an SI Engine by Thermally Coupling Combustion Chamber and Cooling Circuit Simulation[C]//SAE 2003 World Congress and Exhibition. Detroit, MI, USA, 2003 : 2003-01-0563.
[3]宣益民,李强.纳米流体强化传热研究[J].工程热物理学报,2000,21(4):466-470.
[4]Li Qiang, Xuan Yimin. Experimental Investigation on Transport Properties of Nanofluids[M]//Heat Transfer Science Technology. Higher Education Press, Beijing, 2000: 757-762.
[5]刘演华[1],干富军[1],张凯[2].平面射流场中纳米颗粒的成核与凝并[J].物理学报,2010(6):4084-4092.
[6]于淼[1],王子远[1],李德睿[1],王文[1].射流冲击冷却系统实验性能研究[J].低温工程,2010(6):50-55.
[7]张巧慧[1],朱华[1].新型传热工质纳米流体的研究与应用[J].能源工程,2006(2):52-54.
[8]Vehkamaki H, Kulmala M, Lehtinen K E, et al. Modeling Binary Homogeneous Nucleation of Water -sulfuric Acid Vapors': Parameterizations for High Temperature Emissions [J]. Environmental Science and Technology,2003,37(15) : 3392-3398.
[9]骆清国[1],刘红彬[1],龚正波[1],桂勇[1].柴油机气缸盖流固耦合传热分析研究[J].兵工学报,2008,29(7):769-773.
[10]Yan Junjie, Wu Xinzhuang, Chong Daotong. Experimental Study on Pressure and Temperature Distributions for Low Mass Flux Steam Jet in Subcooled Water[J]. Science in China Series E: Technological Science, 2009,52 (6) : 1493-1501.
[11]白敏丽[1],徐哲[1],吕继组[1].纳米流体对内燃机冷却系统强化传热的数值模拟研究[J].内燃机学报,2008,26(2):183-187.
[12]李德睿.射流冷却装置的模拟与实验研究[D].上海交通大学,2010:

[1]	刘安平, 刘济春. IPC-208B型原子力显微镜大范围扫描三维驱动系统研究 [J]. J4, 201016, 21(16): 1936-1940.
[2]	谷正气, 刘壮志, 杨振东, 郑乐典, 尹善斌. 汽车风振噪声的空气射流结构优化[J]. 中国机械工程, 2021, 32(06): 681-688,733.
[3]	王晓铭1;张建超1;王绪平2;张彦彬2;罗亮3;赵伟4;刘波5;聂晓霖6;李长河1. 不同冷却工况下的磨削钛合金温度场模型及验证[J]. 中国机械工程, 2021, 32(05): 572-578,586.
[4]	张琦1;李增亮1;董祥伟1;刘延鑫1;王雨婷2. 大功率潜水电机冷却系统分析方法与试验研究[J]. 中国机械工程, 2021, 32(03): 368-377.
[5]	孙毅;祝利豪;毛亚郎;鲁沛奇;黄韶炜. 近球壁射流空泡溃灭对微细颗粒破碎效果的影响[J]. 中国机械工程, 2020, 31(24): 2910-2917，2923.
[6]	高富东;王德心;王海东;曹建平. 基于射流冲击作用的舰机适配性数值分析与优化[J]. 中国机械工程, 2020, 31(12): 1425-1436.
[7]	张立军;韩琳;张德潇;张军伟;张旭强;张辛;相恒富. 精密下料中圆形锤头棒料摩擦副的摩擦学性能分析[J]. 中国机械工程, 2020, 31(04): 410-416,424.
[8]	彭锐涛1;吴艳萍1;唐新姿1;鲁鑫焱1;胡云波2. 流道出口位置对加压内冷却砂轮磨削性能的影响[J]. 中国机械工程, 2020, 31(04): 489-497.
[9]	孙毅;黄韶炜;毛亚郎;祝利豪. 近壁面超声空化微射流对微细颗粒的破碎作用[J]. 中国机械工程, 2019, 30(24): 2953-2960.
[10]	王全龙1;张超锋1;武美萍1,2;陈家轩3. 纳米多晶铜单点金刚石切削亚表层损伤机理[J]. 中国机械工程, 2019, 30(23): 2790-2797,2808.
[11]	倪敬;刘晓帆;何利华;蒙臻. 含添加剂蓖麻油切削液的拉削加工性能研究[J]. 中国机械工程, 2019, 30(23): 2849-2856.
[12]	彭锐涛1;降皓鉴1;唐新姿1;张珊2. 定向内冷车刀及其切削性能[J]. 中国机械工程, 2019, 30(21): 2629-2635,2642.
[13]	赵彦辰1;王掩刚1;刘汉儒1;秦江平2;张荣荣2. 航空发电机风阻实验及匹配冷却风扇设计[J]. 中国机械工程, 2019, 30(20): 2505-2511,2519.
[14]	张高峰;李景焘;王志刚;陈文新. 低温冷风纳米粒子微量润滑磨削轴承钢试验研究[J]. 中国机械工程, 2019, 30(19): 2342-2348.
[15]	王全龙1;张超锋1;武美萍1,2;陈家轩3. 单晶铜纳米压印亚表层晶体结构演变机理[J]. 中国机械工程, 2019, 30(16): 1959-1966.