纳米流冷却液射流方式强化缸盖局部冷却的试验分析

为解决柴油机缸盖高热密度区域的冷却问题,本文采用射流方式的纳米流对其进行强化冷却 。通过配置不同体积比的Cu、MgO、Al2O3纳米流,对自制的带有射流装置的柴油机缸盖进行传热性能对比研究。结果表明,与传统冷却液水相比,射流方式下3种纳米流冷却液均能不同程度地提升缸盖高热密度区域的传热性能,局部最大增加比率超过110%;在体积比≤2%时,3种纳米流冷却液射流传热系数都呈现出随粒子浓度的增加而增加的趋势,但随浓度的进一步增加反而降低;3种纳米流冷却液的射流传热系数随射流速度的增加而增加,但MgO纳米流在低射流速度下的射流传热系数最小,甚至比传统冷却液低2%～4%;3种纳米流冷却液的射流传热系数随射流高度的增加而增加,但射流高度过高会减小射流传热系数;随射流角度的增加射流传热系数也增加,射流角度的降低不仅降低射流传热系数还会加重测试点温度不一致的现象,过低射流角度时测试点温度值最大差距近30℃;射流传热系数随射流初始温度的增加而增加,但65℃之后,传热系数则随着射流初始温度的升高而下降;随着粒子浓度增高,电动泵消耗功率随之增加,本试验最大功率损耗为115 W。本文的研究成果是一种柴油机冷却技术的应用基础研究,可为实现缸盖局部高热密度区域的良好散热提供一种新的科研思路。