基于纳米流体传热介质的氢燃料发动机散热规律的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51306060
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0603.传热传质学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Many key problems such as backfire,preignition, low power and high NOx emission of hydrogen engine caused mainly by combustion of hydrogen and heat transfer in the engine have not been solved currently, which confine the development and utilization of hydrogen engine. Nanofluid, as a kind of new type, efficient heat transfer medium, with a strong development potential, has become a hot research subject around the world. In this project, on basis of previous studies about nanofluid, hydrogen engine and disel, we plan to use methods of theoretical analysis, experiment and numerical simulation to establish multicomponent molecular dynamics model and two or more phases fluid flow and heat transfer model of nanofluid, moreover, to build the heat transfer model of hydrigen engine using nanofluid cooling, achieve effects of character paramets of nanofluid on heat transfer of hydrogen engine. The subject not only investigate theories of nanofluid flow and heat transfer, but provide theory support to solve the problems of abnormal combustion and NOx emission. It is significant to carry on this research for energy conservation and emission reduction, the development of clean and renewable energy technology and environmental protection.
由氢燃烧和散热的特殊性所引起的氢发动机回火、早燃、功率低及NOx的排放高等问题是制约其发展的关键问题,至今尚未解决。纳米流体作为一种新型、高效传热介质,具有强大的发展潜力,目前已成为各国研究热点。本人结合自己前期在纳米流体和氢发动机、柴油机散热规律等系列课题的研究,采用理论、试验和模拟相结合的方法,建立纳米流体的多组份分子动力学模型和二(或多)相流动传热模型并建立了氢发动机纳米流体散热的数学模型,深入探索纳米流体的传热机理,并获得不同工况下纳米流体强化冷却介质的特征参数对氢发动机散热性能的影响规律。本课题的研究不仅为纳米流体的流动和传热过程提供理论基础,而且为解决目前氢燃料发动机研究中存在的异常燃烧和污染物排放等关键技术难题提供理论支持,并对节能减排,发展清洁可再生能源利用技术和保护环境都有重要意义。

结项摘要

本项目通过建立铜等金属纳米粒子的纳米流体分子动力学模型,研究了纳米流体的热导、粘度和纳米粒子表面吸附层性质。搭建了纳米流体管内流动和传热的实验装置;改造氢发动机纳米流体散热规律研究的实验平台。采用石墨烯纳米片分别与去离子水、乙二醇、不同体积比的水乙二醇混合溶液等不同基液配置成纳米流体并进行表征;实验分析了纳米流体的稳定性,测试了石墨烯纳米片纳米流体的热导和粘度,分析了温度和粒子浓度等对热导和粘度的影响规律。建立纳米流体在管内的流动传热模型,采用数值模拟的方法研究了纳米流体在直管内的流动和传热性能。分析了粒子浓度等影响因素对流动和传热的影响规律。建立纳米流体在内燃机气缸盖内流动和传热的流固耦合模型,采用数值模拟的方法研究了纳米流体对内燃机气缸盖散热影响规律。本课题的研究不仅为纳米流体的流动和传热过程提供理论基础,而且为解决目前发动机研究中存在的异常燃烧和污染物排放等关键技术难题提供理论支持,并对节能减排,发展清洁可再生能源利用技术和保护环境都有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
双缸型直线压缩机非线性动力学特性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    振动.测试与诊断
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    秦朝举;高玉国;原彦鹏;宋立业
  • 通讯作者:
    宋立业
不同形式的进气道对氢内燃机混合气形成的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    内燃机工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭树满;秦朝举;程文涛;张威
  • 通讯作者:
    张威
基于耦合动力学的直线氢内燃机工作特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    华中科技大学学报(自然科学版)科技大学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    秦朝举;杨振中;高玉国;原彦鹏
  • 通讯作者:
    原彦鹏
水基石墨烯纳米流体粘度的实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    河南科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    司爱国;王浩昌;高玉国;席洋洋
  • 通讯作者:
    席洋洋
高压共轨柴油机失火发生器设计及优化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    内燃机工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭朋彦;路斌;高玉国;段俊法
  • 通讯作者:
    段俊法

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其他文献

其他文献

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相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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