纳米流体,即把金属或非金属纳米粉体分散到水、醇、油等传统换热介质中,制备成均匀、稳定、高导热的新型换热介质,这是纳米技术应用于热能工程这一传统领域的创新性的研究。纳米流体作为一种新型传热工质将广泛应用于冶金、车辆、航天航空、船舶、电子等领域,对于提高热交换系统的经济性、可靠性和小型化有重要的意义,具有广阔的应用前景和潜在的巨大经济价值。本文主要针对纳米流体对流换热方面进行实验研究。利用两步法配制了质量分数为2.0%的TiO2-DW纳米流体,质量分数为1.5%的MgO-DW纳米流体以及质量分数为0.5%的ATO(Antimony Doped Tin Oxide)-DW纳米流体,其他配比份额的纳米流体经过稀释完成,经过分析,各种纳米流体分散较均匀,稳定性良好,满足实验要求。采用经验公式对三种纳米流体不同份额的情况下的导热系数分别进行计算,经分析,液体中添加纳米颗粒使其导热系数增大,而且随着纳米流体中纳米颗粒质量分数的不断增大,纳米流体的导热系数呈不断增大趋势。自行建立了纳米流体对流换热实验测试系统,经过调试,使得整体实验装置精度控制在8%以下,满足实验要求。本文应用铜光管(圆管)和内螺纹铜管纳米流体对流换热实验系统,测定了不同粒子质量分数TiO2-DW纳米流体,MgO -DW纳米流体,ATO-DW纳米流体在雷诺数3000～8000范围内的管内对流传热系数h和Nu,得到了不同的结果,结果表明:流体的流速或是Re是影响其对流换热效果的因素之一,纳米流体努谢尔特数Nu和对流换热系数h都是随着流速的不断增加或是Re的不断增大而呈逐渐上升趋势,而且在相同Re下,光管内其Nu和h值相对蒸馏水而言都有所提高,提高的幅度也是随着流速的增加而增大,而内螺纹管内其Nu和h值相对蒸馏水而言都有所降低,降低的幅度也是随着流速的增加而增大;纳米颗粒含量也是影响其传热过程的因素,对于三种纳米流体得到了相同的规律:在相同的Re下,液体平均温度保持恒定,随着纳米颗粒含量的不断增加,光管内纳米流体对流换热效果越好,而内螺纹管内纳米流体对流换热效果越来越差;纳米流体导热系数的增加是导致纳米流体Nu和对流换热系数h提高的因素之一;纳米流体温度的提高导致了纳米流体Nu和对流换热系数h提高;纳米流体Nu和h沿着管轴方向都是变化的,规律是先是逐渐减小,然后趋于稳定,加热管入口区域值最高;纳米流体种类是影响其换热的因素之一,不同种类的纳米流体在相同的配比份额的情况下,其强化传热的程度是不同的。通过对比,笔者发现蒸馏水相比其他三种纳米流体其对流换热系数h和努谢尔特数Nu在内螺纹管内相比光管内相对提高的幅度最高,其中流体Nu相对平均提高37.68%,对流换热系数h平均提高38.72%,强化传热效果明显;三种纳米流体不同配比份额的情况下,相对光管的情况,其换热效果都有所增强,但其强化程度都小于蒸馏水,而且随着纳米颗粒含量的不断增加,其强化换热的程度是呈逐渐减小的趋势的;针对内螺纹强化换热管,基液即蒸馏水相比以上实验所涉及的三种纳米流体而言管内对流换热效果更好一些,这对于纳米流体对流换热的实验研究具有一定意义。