纳米流体强化活塞组-气缸套传热的数值模拟研究.pdf

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1、第32卷第6期内燃机工程V01．32No．62011年12月ChineseInternalCombustionEngineEngineeringDecember．2011文章编号：1000--0925(2011)06一0074一07320102纳米流体强化活塞组一气缸套传热的数值模拟研究周龙1’2，白敏丽1，吕继组1，刘佳伟1，徐哲1(1．大连理工大学能源与动力学院，大连116023；2．河南理工大学机械与动力工程学院。焦作454000)NumericalSimulationonEnhancementofPistonSet_CylinderLinerHeatTransferbyA

2、pplyingNanofluidsZHOULon91一，BAIMin-lil，LOJi—ZUl，LIUJia-weil，XUZhel(1．SchoolofEnergyandPowerEngineering，DalianUniversityofTechnology，Dalian116023，China；2．SchoolofMechanicalandPowerEngineering，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo454000，China)Abstract：Consideredthepistonset—cylinderlinerasacoupled

3、component，usingnumericalsimulationmethod，theeffectswerestudiedaddingwithnanolevelparticulateofCuinlubeoilandcoolingwatersepa—ratelyforenhancingpistonset—cylinderlinerheattransferandcomparedwiththeoriginalengine．ThenumericalresultsshowthatbothCu—-oilandCu-waternanofluidscanevidentlyenhancepist

4、onset--linerheattransfercapability，andtheenhancementbecomesincreasingwhileincreasingtheconcentrationofnano—parti—cles．Forthepiston，theenhancementofheattransferbyapplyingCu—oilnanofluidisgreaterthanapplyingCu—waternanofluid．Thetemperaturesatbowlcenterpointaandsquishlippointb，pistontopouteredge

5、pointC，andfirstpistonringupperedgepointdareaveragelydecreasedabout28．4，21．7，22．8and27．7Krespectively，whenusing5％(volumetricconcentration)Cu—oilnanofluid．Fortheliner，onlyapplyingCu—waternanofluidexhibitsthebestcapabilityofenhancingheattransferandthetemperatureoftheupperedgepointeoflinercylinde

6、rholeisaveragelyreducedabout10．4Kwhenusing5％(volumetricconcentration)CU—waternanoflUid．摘要：将活塞组一气缸套作为一个耦合体，利用数值模拟法研究了只在润滑油中与只在冷却水中加入纳米Cu颗粒两种情况下的强化传热效果，并与原机传热情况进行比较。研究结果表明：无论是以Cu一润滑油纳米流体还是以Cu-水纳米流体作为传热工质，都可以显著提高活塞组一气缸套的散热性能，且散热量随着纳米粒子浓度的增高而增大。对于活塞侧，Cu一润滑油纳米流体的改善效果强于Cu-水纳米流体，其中Cu体积分数为5％的Cu一润滑油纳米

7、流体可使燃烧室中心点a、燃烧室喉口点b、顶面外边缘点C和第一环外侧上边缘点d的温度平均降低约28．4、21．7、22．8和27．7K；对于气缸套侧，Cu-水纳米流体强化换热效果更理想，Cu体积分数为5％的Cu一水纳米流体可使气缸套内侧上边缘点e的温度平均降低约10．4K。关键词：内燃机；纳米流体；活塞组；气缸套；传热；耦合Keywords：ICengine；nanofluid；pistonset；cylinderliner；heattransfer；coupling中图分类号：T