基于内燃机散热应用的纳米流体输运特性分子动力学研究

来源 :华北水利水电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:woaijiekexun
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能量的有效传递几乎渗透到了工业的各个领域,强化传热技术对世界节能和环保都具有非常重要的意义。对于内燃机散热而言,将纳米流体应用于内燃机的散热系统中将显著的提高其的散热系统性能。纳米流体是将纳米颗粒添加到基液(水、油、醇类等)中形成的一种新型传热工质,它具有高的导热系数并且均匀稳定。现在大多数对于纳米流体的研究主要从实验等宏观角度进行,但是这种方法很难揭示纳米流体强化传热的微观机理,限制了纳米技术的发展。本文将运用分子动力学模拟的方法,从微观出发对纳米流体的输运性质的变化进行研究,对后续的研究有重要的意义。根据分子动力学的相关理论,本文建立了不同种类分子动力学模型,用以分析纳米流体导热系数和粘度,并自主编写计算程序;随后,根据建立的分子动力学模型分别对流体的导热系数和粘度进行模拟计算,对纳米流体导热系数的影响因素和纳米流体粘度的影响因素进行分析,考察体积分数、纳米颗粒种类、温度对它们的作用;最后根据分子动力学模拟的结果,针对纳米颗粒的添加对纳米流体导热系数和粘度影响的作用机理进行分析讨论。通过运用分子动力学方法对不同种类的纳米流体进行研究,本文得到纳米流体的导热系数随着纳米颗粒种类的不同而变化;随着纳米颗粒体积百分比的增加而增加;随着纳米流体温度的升高而升高。同时发现纳米流体的粘度随着温度的升高而降低;随着体积分数的增加而增加。本文对这种变化关系进行了讨论,根据分子动力学模拟的结果,纳米颗粒的添加使得流体的微观结构发生了变化是纳米流体导热系数和粘度的变化主要原因,并分析和讨论这种变化的影响。
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