《纳米流体对流换热系数检测方法》征求意见稿.pdf

ICS

CCS

团体标准

纳米流体对流换热系数检测方法

Standardfordetectionofnano-fluidconvection

前⾔

本标准按照《标准化⼯作导则第部分：标准化⽂件的结构和起草规则》起草。

GB/T1.1-20201

请注意本⽂件的某些内容可能涉及专利，本⽂件的发布机构不承担识别专利的责任。

本标准由中国国际科技促进会标准化⼯作委员会提出。

本标准由中国国际科技促进会归⼝。

本⽂件起草单位：⻘岛理⼯⼤学、汉能（⻘岛）润滑科技有限公司、四川明⽇宇航⼯业有限责任

公司、重庆⼤学、上海⾦兆节能科技有限公司、⻓沙理⼯⼤学、上海⼯程技术⼤学、南京科润⼯业介

质股份有限公司

本⽂件主要起草⼈：杨敏、⻢浩、李⻓河、周宗明、刘波、曹华军、张乃庆、⽑聪、王⼤中、聂

晓霖、张彦彬、刘明政、崔歆、⾼腾、王晓铭、许⽂昊、张泽晨

本⽂件为⾸次发布。

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引⾔

众所周知，常温下固体材料的导热系数相对流体的⼤⼏个数量级，例如铜的导热系数⽐⽔⼤700

倍，⽽碳纳⽶管的导热系数⽐⽔⼤5000倍，可以推测，将固体粒⼦加⼊到流体中会对其导热系数有

所提升。年，美国国家实验室的⾸次提出纳⽶流体的概念，即将液体和适量⾮⾦

1995ArgonneChoi“”

属或⾦属的纳⽶粒⼦通过⼀定步骤混合后所形成的均匀悬浮液。在混⼊纳⽶粒⼦后，基液的导热性能

及热⼒学性能优良得到显著提⾼。喷雾冷却是通过⼀定⽅式使液体喷雾后，将其喷射⾄被冷却物体表

⾯，从⽽对物体进⾏有效冷却。鉴于喷雾式冷却低成本、可控性强、安全⽆污染、冷却均匀、冷却能

⼒可调范围⼤等的优势，近年来已成为冷却领域的研究热点。

纳⽶流体技术与喷雾冷却技术都是致⼒于解决⾼热流密度散热问题⽽产⽣的，⽽将纳⽶流体技术

与喷雾冷却技术相结合的、将纳⽶流体作为冷却介质应⽤到喷雾式冷却的纳⽶流体喷雾冷却技术已引

起⼤量研究者的关注，在切削磨削加⼯冷却、航天器热控制、⾼温超导体的冷却、薄膜沉积中的热控

制、强激光镜的冷却、⼤功率电⼦元件的散热等领域已得到⼴泛的应⽤。

对流换热系数包含了所有与对流换热相关的影响因素，是表征冷却介质热交换能⼒强弱的最直接

参数。⽬前，普遍采⽤管内对流换热系数瞬态测量⽅法对纳⽶流体对流换热系数进⾏测量，即利⽤热

⽔源及热⽔源使被测流体温度呈周期变化并低速流经测试铜圆管，采⽤周期变化的流体温度在管壁内

的传播特性，通过计算测量流体与管壁温度变化之间的振幅⽐或相位⻆差来确定对流换热系数值。对

于纳⽶流体喷雾冷却，由于冷却介质通过⾼压⽓体携带作⽤以⾼速射流液滴的形式进⼊⾼温换热区域，

这种流体低速流动的管内对流换热系数瞬态测量⽅法显然不符合实际喷雾式冷却⼯况。⽬前并没有⼀

种适⽤于喷雾式冷却⽅式下纳⽶流体对流换热系数的测量⽅法。

⽬前，纳⽶流体喷雾冷却对流换热系数检测尚⽆国家、⾏业技术规范。为规范纳⽶流体喷雾冷却

对流换热系数检测，实现纳⽶流体喷雾冷却对流换热系数⾼精度检测，根据《中华⼈⺠共和国标准化

法》