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毕业论文网 > 开题报告 > 理工学类 > 能源与动力工程 > 正文

车用散热器中纳米流体强化传热性能研究开题报告

 2021-03-11 00:02:23  

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.目的和意义

近年来,随着发动机功率密度和热负荷的不断提高,对车用热交换器的换热能力提出了更高要求,要进一步研制体积小、重量轻、换热性能好的高效紧凑式热交换设备,满足高负荷换热要求,除了改进热交换器本身的材料和结构外,新型换热介质的研发已是当务之急[1]。汽车发动机冷却系统主要由汽车散热器、风扇、冷却水套、水泵和节温器组成 ,散热器位于整个冷却系统的前端,是发动机强制循环冷却系统的一部分[2]。由进水室、出水室及散热器芯等三部分构成,冷却液在散热器芯内流动,空气在散热器芯外通过[3]。而“纳米流体”是指以传统传热工质作为基液,向其中加入纳米尺寸的颗粒而形成的一种多相体系[4]。与传统工质相比,纳米流体具有更加优良的传热性能,在强化传热领域展示了巨大的应用前景。目前用于制备纳米流体的纳米颗粒主要有al2o3、cu0 和 si02等粉体,基液多为水和乙二醇等液体[4]。纳米流体的强化传热机理主要包括两个方面原因: 1) 固体颗粒本身的导热系数要比液体的大很多,并且将纳米颗粒加入液体中后,在固液界面上会形成一层厚度为几个原子距离的液膜,而液膜层内的液体分子受纳米颗粒表面原子排列的影响,趋向固相,其热导系数也远大于液体的,从而大大增强了流体导热系数。2) 纳米颗粒的微尺度效应。由于纳米颗粒尺度极小,作用在颗粒上的微作用力如范德瓦耳斯力、静电力和布朗力等都不可忽略,由于布朗运动十分强烈,从而引起布朗扩散、热扩散等现象,使得颗粒与液体间有微对流现象存在,这种微对流促进了能量的传递[5]。纳米流体作为一种新型高效传热工质, 若应用于发动机车用散热器之中,可以大大提升系统的换热性能,使发动机在更优化的温度下工作,同时,能使冷却系统做得更小、更轻,节约冷却系统制造耗材和成本,从而节约能源,降低成本[6]

2.研究现状和发展趋势

车用散热器是车辆冷却传热的核心设备,其本质是一个热交换器, 美国 r.l.webb,j.a .cowellr h.aoki 等研究了冷却液的流动路径、传热过程与冷流体压降[2]

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2. 研究的基本内容与方案

1.基本内容与目标

1.以某型机油冷却器作为研究对象,对其进行了三维建模,简化处理和网格划分;

2.以水为传热工质对机油冷却器内的流动和传热过程进行模拟研究,得到其流场,温度场、压力场以及表面传热系数等性能参数;

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3. 研究计划与安排

1. 2017.2.20~2016.3.17,提交文献检索摘要,撰写开题报告,完成网上提交开题报告,整理论文提纲、设计概要;(含校外实习)

2. 2016.3.20~2016.3.31,进行外文翻译,并提交外文翻译译文;

3. 2016.4.3~2016.5.12,撰写毕业设计论文(研究类),完成网上提交毕业设计论文;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]. zhong xun, yu xiao li. experimental study on heat exchange enhancement of nanofluids in vehicle oil cooler[d].power machinery and vehicular engineering institute,zhejiang university,2011,29:67-71.

[2].孙红运,曹金祥. 车用散热器的发展现状[j]. 科技经济导刊,2016,08:80.

[3].彭巧励,郑联珠,王登峰,吕伟,陈吉安. 车用散热器结构动强度的有限元分析[j]. 农业机械学报,2001,06:22-25.

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