纳米粒子射流微量喷雾式磨削温度场理论分析与实验验证

摘要

纳米粒子射流微量喷雾式冷却(Nanoparticle Jet Mist Cooling,简称NJMC)技术,是将一定数量的纳米级固体粒子添加到基液中形成纳米流体,在高压气体的作用下纳米流体以气流形式喷向磨削区,使纳米流体的导热系数及对流换热系数(h)都得到提高,强化换热能力显著增强,其优异的润滑冷却效果已得到大量研究者的证实.常用h表征NJMC磨削的冷却效果,然而,目前并没有一种可行的方法或理论能准确预测NJMC条件下的h,因此理论计算温度值与实验测得值相差较大.本文采用数理统计的方法对磨削区间内的有效换热液滴进行概率统计分析,在对单颗液滴换热系数进行分析的基础上,建立了NJMC冷却条件下的对流换热系数模型;计算温度场分布,并采用体积分数为2％的棕榈油基二氧化硅(SiO2)纳米流体磨削高温镍基合金对温度场进行了验证.