纳米制冷剂在汽车空调系统的应用研究
发布时间：2020-12-14 16:19
高效的汽车空调较大程度降低整车尤其是电动车能耗。纳米制冷剂以其高效的换热性能正在逐渐受到国内外研究人员广泛关注,相关研究表明,将纳米制冷剂应用于制冷剂系统,能有效提高制冷系统能效。本课题主要研究纳米制冷剂在电动汽车空调系统应用效果,采用物性参数计算-仿真-实验的技术路线对R134a-Fe3O4纳米制冷剂的流动与传热进行研究。通过研究不同模型下的纳米制冷剂热物性参数,采用合适的理论模型求解得到1%、2%、3%和5%浓度下的R134a-Fe3O4纳米制冷剂热物性参数计算式。基于格子Boltzmann方法,从介观角度研究纳米制冷剂在管中流动与传热情况,得到不同浓度的纳米制冷剂传热效果;采用CFD仿真模拟方法,从宏观角度研究纳米制冷剂在汽车空调局部冷凝器中换热情况,分析不同浓度下纳米制冷剂的流动和传热特性。搭建汽车空调实验平台系统,对R134a制冷剂和1%浓度的R134a-Fe3O4纳米制冷剂分别进行实验测试,分析对比实验测试结果与仿真计算结果。研究结果表明,纳米...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SiO2-water实验值与模拟值比较
图 2-1 SiO2-water 实验值与模拟值比较[21]姜未汀和丁国良[60]等人测试了 4 种纳米制冷剂的导热系数，分别是 Cu-R113Al-R113、 CuO-R113 、Al2O3-R113，测试工况为 101kPa，温度 303K，这 4 种纳米冷剂的导热系数与纳米颗粒的体积分数关系如图 2-2 所示:a) Cu-R113 纳米制冷剂 b) Al-R113 纳米制冷剂
最后再得到纳米制冷剂的导热系数。这个过程计算起来十分复杂，不适合较快得纳米制冷剂的导热系数。有关研究表明[61]，纳米粒子的布朗运动随温度升高而更加剧烈，流体导热系数也增，其在运动中由于小尺寸效应，粒子半径越小，小尺寸效应更明显，流体导热系数也相应增大。Hrihikesh[62]测量了多种纳米流体导热系数，发现纳米流体的导热系数与粒半径和流体温度有关，考虑纳米粒子布朗运动和小尺寸效应，总结数据回归分析得到属氧化物的纳米流体导热系数模型：0.273 0.467 0.547 0.2341001 0.135 ( ) ( ) ( )20eff pf f pk kTk k d （2-12）其中，pd 是纳米粒子的平均直径， T 为流体温度，这个模型适用于粒子半径为75nm，体积浓度为 0.1~3%的纳米流体，该模型考虑因素较多，并且通过试验验证，比于其他模型，能较好拟合实验数据值，如图 2-3 和图 2-4，本文采用这个模型计算。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Fe3O4-乙二醇纳米流体的直喷汽油机冷却水套传热研究[J]. 徐梦杰,王惜慧. 车用发动机. 2017(02)
[2]纳米NiFe2O4与OLFs冷冻机油对往复式冰箱压缩机性能的影响[J]. 张一灏,王瑞祥,廖熠,吴海洲,蔡骥驰,丁思源. 流体机械. 2016(06)
[3]基于CFD的薄壁孔内水基纳米流体传动性能分析[J]. 宋铮铮,吴张永,莫子勇,王娴,王娟. 机床与液压. 2016(03)
[4]纳米制冷剂对换热和压缩机性能影响研究进展[J]. 陈梦寻,张华,娄江峰. 化工进展. 2015(12)
[5]磁性纳米流体Fe3O4-H2O对流换热特性研究[J]. 吴治将,殷少有. 太阳能学报. 2015(02)
[6]磁性纳米制冷剂冷却回路热磁对流特性研究[J]. 吴治将,殷少有. 制冷学报. 2014(04)
[7]基于格子Boltzmann方法模拟纳米流体强化传质过程[J]. 崔腾飞,宣益民,李强. 化工学报. 2012(S1)
[8]润滑油和纳米材料对蒸发两相流型影响模拟分析[J]. 邵丽萍,程德威,杜京昌,姜灿华,陈焕新,罗冬生. 制冷与空调. 2011(06)
[9]纳米流体技术研究现状与应用前景[J]. 吴金星,曹玉春,李泽,魏新利. 化工新型材料. 2008(10)
[10]纳米制冷剂冰箱性能的实验研究[J]. 毕胜山,史琳. 清华大学学报(自然科学版). 2007(11)
博士论文
[1]适用于热流动的格子Boltzmann方法研究[D]. 胡开南.中国科学院工程热物理研究所 2017
[2]不同流场环境影响下管内气（汽）液两相流动与传热特性的数值研究[D]. 黄娜.华北电力大学(北京) 2016
[3]纳米制冷剂的热导率、稳定性及纳米流体电导率的实验与建模[D]. 姜未汀.上海交通大学 2009
[4]纳米流体强化传热的实验和数值模拟研究[D]. 张邵波.浙江大学 2009
硕士论文
[1]纳米流体在管道中流动特性的研究[D]. 戴忠平.中国计量大学 2016
[2]竖直圆管管内R113降膜流动与蒸发换热特性数值模拟[D]. 上官闪闪.华北水利水电大学 2016
[3]纳米流体热管内传热特性的数值模拟[D]. 周长江.江苏科技大学 2014
[4]内燃机冷却系统强化传热的探讨[D]. 张志文.大连理工大学 2014
[5]纳米流体流动与传质的CFD模拟[D]. 湛波.天津大学 2012
[6]隐格式的不可压LBGK模型及复杂边界条件分析[D]. 杜睿.华中科技大学 2004
本文编号：2916654
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SiO2-water实验值与模拟值比较
图 2-1 SiO2-water 实验值与模拟值比较[21]姜未汀和丁国良[60]等人测试了 4 种纳米制冷剂的导热系数，分别是 Cu-R113Al-R113、 CuO-R113 、Al2O3-R113，测试工况为 101kPa，温度 303K，这 4 种纳米冷剂的导热系数与纳米颗粒的体积分数关系如图 2-2 所示:a) Cu-R113 纳米制冷剂 b) Al-R113 纳米制冷剂
最后再得到纳米制冷剂的导热系数。这个过程计算起来十分复杂，不适合较快得纳米制冷剂的导热系数。有关研究表明[61]，纳米粒子的布朗运动随温度升高而更加剧烈，流体导热系数也增，其在运动中由于小尺寸效应，粒子半径越小，小尺寸效应更明显，流体导热系数也相应增大。Hrihikesh[62]测量了多种纳米流体导热系数，发现纳米流体的导热系数与粒半径和流体温度有关，考虑纳米粒子布朗运动和小尺寸效应，总结数据回归分析得到属氧化物的纳米流体导热系数模型：0.273 0.467 0.547 0.2341001 0.135 ( ) ( ) ( )20eff pf f pk kTk k d （2-12）其中，pd 是纳米粒子的平均直径， T 为流体温度，这个模型适用于粒子半径为75nm，体积浓度为 0.1~3%的纳米流体，该模型考虑因素较多，并且通过试验验证，比于其他模型，能较好拟合实验数据值，如图 2-3 和图 2-4，本文采用这个模型计算。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Fe3O4-乙二醇纳米流体的直喷汽油机冷却水套传热研究[J]. 徐梦杰,王惜慧. 车用发动机. 2017(02)
[2]纳米NiFe2O4与OLFs冷冻机油对往复式冰箱压缩机性能的影响[J]. 张一灏,王瑞祥,廖熠,吴海洲,蔡骥驰,丁思源. 流体机械. 2016(06)
[3]基于CFD的薄壁孔内水基纳米流体传动性能分析[J]. 宋铮铮,吴张永,莫子勇,王娴,王娟. 机床与液压. 2016(03)
[4]纳米制冷剂对换热和压缩机性能影响研究进展[J]. 陈梦寻,张华,娄江峰. 化工进展. 2015(12)
[5]磁性纳米流体Fe3O4-H2O对流换热特性研究[J]. 吴治将,殷少有. 太阳能学报. 2015(02)
[6]磁性纳米制冷剂冷却回路热磁对流特性研究[J]. 吴治将,殷少有. 制冷学报. 2014(04)
[7]基于格子Boltzmann方法模拟纳米流体强化传质过程[J]. 崔腾飞,宣益民,李强. 化工学报. 2012(S1)
[8]润滑油和纳米材料对蒸发两相流型影响模拟分析[J]. 邵丽萍,程德威,杜京昌,姜灿华,陈焕新,罗冬生. 制冷与空调. 2011(06)
[9]纳米流体技术研究现状与应用前景[J]. 吴金星,曹玉春,李泽,魏新利. 化工新型材料. 2008(10)
[10]纳米制冷剂冰箱性能的实验研究[J]. 毕胜山,史琳. 清华大学学报(自然科学版). 2007(11)
博士论文
[1]适用于热流动的格子Boltzmann方法研究[D]. 胡开南.中国科学院工程热物理研究所 2017
[2]不同流场环境影响下管内气（汽）液两相流动与传热特性的数值研究[D]. 黄娜.华北电力大学(北京) 2016
[3]纳米制冷剂的热导率、稳定性及纳米流体电导率的实验与建模[D]. 姜未汀.上海交通大学 2009
[4]纳米流体强化传热的实验和数值模拟研究[D]. 张邵波.浙江大学 2009
硕士论文
[1]纳米流体在管道中流动特性的研究[D]. 戴忠平.中国计量大学 2016
[2]竖直圆管管内R113降膜流动与蒸发换热特性数值模拟[D]. 上官闪闪.华北水利水电大学 2016
[3]纳米流体热管内传热特性的数值模拟[D]. 周长江.江苏科技大学 2014
[4]内燃机冷却系统强化传热的探讨[D]. 张志文.大连理工大学 2014
[5]纳米流体流动与传质的CFD模拟[D]. 湛波.天津大学 2012
[6]隐格式的不可压LBGK模型及复杂边界条件分析[D]. 杜睿.华中科技大学 2004
本文编号：2916654
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