换热器制冷低温冷却纳米流体微量润滑供给系统及方法与流程
本发明涉及制冷与机械加工领域磨削介质供给系统，具体涉及一种换热器制冷低温冷却纳米流体微量润滑供给系统及方法。
背景技术：
纳米粒子射流微量润滑磨削加工是一种绿色环保、清洁节能的磨削加工技术。基于固体换热能力大于液体，液体换热能力大于气体的强化换热理论，将一定量的纳米级固体颗粒加入到可降解的微量润滑油中生成纳米流体，通过高压空气将纳米流体进行雾化，并以射流的方式送入磨削区。高压空气主要起冷却、除屑和输送流体的作用；微量润滑油主要起润滑作用；纳米粒子增加了磨削区流体的换热能力，起到了冷却作用，同时，纳米粒子具有良好的抗磨减摩性能特性和高的承载能力。但是，纳米流体射流微量润滑虽然能在一定程度上降低磨削温度，但是相对于浇注式磨削仍然有很大的差距，对于难加工材料加工仍然存在这磨削烧伤现象。
经检索，李长河发明了低温冷却与纳米粒子射流微量润滑耦合磨削介质供给系统(专利号：zl201310180218.5)；袁松梅设计了一种低温微量润滑系统(专利号：201010128275.5)；张宝发明了一种低温准干式微量润滑冷却装置(专利号：201620263903.3)。
但是现有技术中，微量润滑系统微量润滑装置和低温气体产生装置都只是在一定的基础上进行组装，没有从制冷原理和结构中进行深入改进。并且，现有技术中，微量润滑泵多采用气动泵，而气动泵需要由气体频率发生器控制，所提供的频率有限，气动泵输出的压力较小，当润滑液中加入纳米粒子之后会导致润滑液粘度增大，流动性变差，出现供气动力不足而导致气动泵无法工作。低温气体产生装置需要巨大的压缩空气消耗量，而在生产实践中，空气压缩机不仅要驱动磨床等大型机床工作，而且还要驱动多个低温气体产生装置和多个气动泵，进一步增加了空气压缩机运行负担。
技术实现要素：
本发明为了解决上述问题，提出了一种换热器制冷低温冷却纳米流体微量润滑供给系统及方法，本发明将低温冷却与纳米粒子射流微量润滑进行了有效的耦合，利用低温气体代替原来纳米粒子射流微量润滑所需要的高压空气，具有纳米粒子射流微量润滑所有的优点，并且弥补了磨削温度过高的缺点，最大限度地发挥低温气体的冷却性能与纳米粒子射流微量润滑优异的摩擦学特性，能够降低磨削区的温度避免磨削烧伤现象，保证工件表面完整性。
本发明的一个目的是提供一种换热器制冷低温冷却纳米流体微量润滑供给系统。该装置系统由低温气体产生装置、纳米流体微量润滑供给系统、气体分配控制阀、外混合雾化喷嘴组成。其中低温气体产生装置基于换热器原理对气体进行冷却换热；纳米流体微量润滑供给系统与传统的气动式润滑装置不同，该部分装置采用电动机驱动，能够更方便、精确的对供给的纳米流体流量进行控制，提供更大的动力，并且该部分装置采用电机驱动更有利于微量润滑装置实现智能自动化控制，通过方便的调节电动机的转速，从而精确控制出油量。
本发明的进一步目的是提供一种低温冷却纳米粒子射流微量润滑供给系统的闭环控制方法，将电动机和加工设备通过计算机连接构成一种闭环系统，当计算机检测到加工设备需要改变供油流量的时候，自动调节电动机转速，为以后实现微量润滑智能自动调节流量提供一种更方便的途径。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种换热器制冷低温冷却纳米流体微量润滑供给系统，包括低温气体产生装置、纳米流体微量润滑供给系统、气体分配控制阀和外混合雾化喷嘴，其中，纳米流体微量润滑供给系统将纳米流体变为脉冲液滴，通过输油管从外混合雾化喷嘴处喷出，形成纳米粒子射流，利用气体分配控制阀调节低温气体产生装置生成的低温气体的流量，使低温气体作用于外混合雾化喷嘴外部，实现低温气体对喷出的纳米粒子射流的雾化。
所述低温气体产生装置，包括壳体，壳体内设置有多个换热管，所述壳体内设置有冷却介质，换热管的冷却面沉浸在具有自由表面的冷却介质中，气泡脱离表面自由浮升，发生池内沸腾，利用低温液体沸腾换热，相变吸热来冷却换热管内的空气，以产生低温气体。
优选的，所述壳体内设置有用于支撑换热管的肋板，所述换热管与壳体的连接处设置有密封机构。
冷却介质为超低温液体，如液氮、液氨、液氧、液态co2等。向换热器中加入冷却介质，冷却面沉浸在具有自由表面的液体中，气泡脱离表面自由浮升，发生池内沸腾，利用低温液体沸腾换热，相变吸热来达到极速冷却空气的作用。由于液氮沸点相对较低、成本低、对环境无污染，方案优先选用液氮。
所述换热管的外表面带有凹槽或条纹。根据库珀公式可知，对于池内沸腾，增大换热管表面粗糙度能够有效的增大换热管外侧沸腾换热系数α2，进一步地增加换热器的传热系数k。所以换热管优先采用螺纹管或者外表面粗糙度较高的管，如在换热管外表面加工网格孔等。由于螺纹管或者外表面粗糙的换热管存在螺纹缝或者很多凹坑更能促进气化核心的产生从而加强管外沸腾换热，这样不仅能够大大的增大换热管表面换热系数并且还能在管径和管长条件下进一步增大热交换面积，提高热交换效率。
换热管的外表面可以采用多种，本发明给出了几种优选的方案，凹槽、条纹、螺纹或网络状，这些形状本领域技术人员完全可以根据需要设计成任意形状，比如凹槽就可以进一步设计为圆孔、方孔、椭圆孔、六边形孔等孔状结构或s型、螺旋形等槽状结构，但不管什么样的形式，其核心作用均是增加换热管的外表面粗糙度或增加换热管外表面与冷却液的接触面积，就此点而言均是在本发明的启迪下可轻易实现的。
当然，本领域技术人员也可以将换热管更换为螺旋管、翅片、u型管等形状，以加大换热面积，不过换热管内通入一定质量流量的压缩空气，采用直管尽量减少气体流动阻力，降低产生能量局部损失。当本领域技术人员完全能够在本发明的工作原理的启示下，将其变换为其他形状。
所述密封机构包括密封圈、密封垫片或密封槽等，设置于壳体自身的连接处以及换热管与壳体的连接处，一方面防止换热管在加入液氮后材料收缩而产生间隙配合，液氮的泄露；另一方面防止换热管在受到液氮冷却后，管长收缩而产生间隙。
优选的，所述壳体外部喷镀隔热涂层或/和包覆多层保温材料。
优选的，所述壳体上安装压力计和安全阀，防止冷却介质蒸发换热器内压力过大而发生危险状况。
优选的，所述壳体内设置有用于支撑换热管的肋板，肋板上设置有多个放置支撑换热管的圆孔；
优选的，肋板与换热器壳体间隙配合，肋板的中心孔与管板中心孔在同一直线上；
优选的，肋板上设有偏心孔，肋板偏心孔的排序方式和管板排序方式一致；
优选的，所述换热管通过管板与壳体连接，所述管板设有换热管孔，换热管孔沿圆盘中心线对称排列；
优选的，所述换热管与壳体的连接处设置有密封机构。
当然，本领域技术人员在本发明的工作原理的启示下，将低温气体产生装置替换为其他形式的空冷器等，属于不需要付出创造性劳动的简单替换，应当属于本发明的保护范围。
所述纳米流体微量润滑供给系统，包括泵体、活塞、单向阀、弹性元件、电动机、凸轮轴和油杯，所述泵体内设置有活塞运动腔，所述活塞通过弹性元件与泵体连接，在活塞运动腔内运动，油杯为泵体提供油，所述电动机连接凸轮轴，所述凸轮轴与活塞连接，通过控制电动机带动凸轮轴的升程和回程来驱动活塞进行冲程和回程，实现活塞的往复运动，利用泵体和活塞之间发生的周期性的相对运动，将泵体内的纳米流体按照一定的脉冲频率的排出。
所述纳米流体微量润滑供给系统的出油口与泵体通过出油口定位螺钉连接和定位，根据加工工况配置多个不同的出油口，通过采集磨削力或者磨削温度信号来确定供油流量的大小，利用闭环控制调节电动机的转速以调节出油量。
优选的，泵体内设置泄气孔，泄气孔提供吸气、泄气通道，防止活塞冲程时不排气，则导致活塞腔气体被压缩压力过高气有可能导致泵体整体脱离。
所述泵体上端设置有出油口，出油口根据工况需要选用为不同个数供油流道进行单独供油，并且，出油口与泵体为螺钉固定连接，可以拆卸螺钉更换出油口，进而提供不同的个数的纳米流体油路。其中，各个供油流道应圆形等距分布。进一步地，出油口设置弹簧槽，来固定单向阀弹簧，进而固定单向阀堵头；
所述油杯与泵体的连接处设置有若干个供油管路，每个供油管路上设置有控油阀以控制供油管路的通断。
在同一凸轮轴加工多个凸轮和多个活塞、泵体配合来提供多路纳米流体。
所述气体分配控制阀设置有若干个出气口，每个出气口配置有一个控气阀，通过改变每个出气口对应的流道通流面积以控制气体流量。
所述气体分配控制阀的控气阀和气体分配控制阀壳体之间设置有密封圈，密封圈有三部分作用，第一，密封圈能够有效的阻止气体的外漏；第二，密封圈由于受到压缩使得控气阀螺柱与壳体存在一定的阻尼，有效减小控气阀因受气体冲击作用而发生震动从而松动，起到定位作用；第三，当控气阀外旋的时候，密封圈移动到控气阀接头处，密封圈外径大于控气阀接头内径，不能继续向外移动，防止控气阀过度旋出而脱离控气阀接头。
优选的，所述控气阀包括螺柱、第一螺母和第二螺母，其中螺柱一端设置有细螺纹，另一端设置有与螺柱同直径球径的半球，并且螺柱上开有密封圈槽，其中，螺柱的螺纹旋向与第一螺母和第二螺母的旋向相同。
所述气体分配控制阀包括壳体，壳体上设置有壳体进气口、壳体控气阀接口、壳体出气口和壳体气体流道，壳体气体流道直径与控气阀螺柱半球部分球径相等，当全部旋紧控气阀时，使得控气阀与流道紧密结合，防止气体泄露；
进一步地，壳体进气口主流道为圆形通道，气体分流道沿中心等分均匀圆形布置，使进入的气体均匀的进入到各流道；控气阀分布在壳体的左右两个面上。
所述控气阀接头上设置外螺纹和内螺纹，外螺纹与gdcv壳体连接，内螺纹与控气阀螺柱连接。
所述外混合雾化喷嘴包括喷嘴喷针、喷嘴套筒、喷嘴锥形管、喷嘴密封垫片、喷嘴保温管、喷嘴气体进入管、蛇形管和输油管，喷嘴气体进入管和蛇形管通过螺纹连接，输油管从蛇形管端部穿入，从喷嘴气体进入管端穿出，保温管设置于喷嘴气体进入管内，输油管端部与喷嘴喷针过盈连接，喷嘴喷针外部套装有喷嘴锥形管，喷嘴锥形管套装于保温管内，使喷嘴气体进入管内的低温气体与输油管的纳米流体在喷嘴喷针外部耦合。
优选的，所述外混合雾化喷嘴还设置有固定块，以固定在加工区域附近。
基于上述系统的工作方法，纳米流体微量润滑供给系统将纳米流体变为脉冲液滴，通过输油管从外混合雾化喷嘴处喷出，形成纳米粒子射流，利用低温气体产生装置生成低温气体，通过气体分配控制阀调节低温气体的流量，通过采集磨削力或者磨削温度信号确定供油流量的大小，利用闭环控制调节纳米流体的流量；
进一步地，喷嘴锥形管的角度γ满足3°≤γ≤15°。该角度使得低温冷气经喷嘴锥形管喷出所述外混合喷嘴的外部形成合适角度的锥形喷射气体，在气体聚焦起到雾化油滴的同时局部能量损失较小。
本发明的有益效果为：
(1)本发明具有微量润滑技术的所有优点、并具有更强的冷却性能和优异摩擦学特性，有效解决了磨削烧伤，提高了工件表面质量，实现高效、低耗、环境友好、资源节约的低碳绿色清洁生产，具有举足轻重的意义。
(2)低温气体产生装置基于换热器原理对气体进行冷却换热间接制冷，相对于直接浇注冷却液体或者喷射冷却介质气体，成本要低很多，也降低了加工现场因冷却介质气体浓度过高对加工工人身体带来的危险；冷却介质优先选用液氮，液氮无毒、不助燃、成本较低、来源广、沸点低。进一步地，优先采用外表面为螺纹管或者粗糙度较大的换热管，增强换热管外沸腾换热性能和进一步提高换热面积。
(3)纳米流体微量润滑供给系统与传统的气动式润滑装置不同，该部分装置采用电动机驱动，能够更方便、精确的对供给的纳米流体流量进行控制、并且还能提供更大的动力，解决了因为纳米流体因为粘度过大而导致气动微量润滑装置无法工作的问题。并且该部分装置采用电机驱动更有利于微量润滑装置实现智能自动化控制，通过方便的调节电动机的转速，从而精确控制出油量。进一步地，将电动机和加工设备通过计算机连接构成一种闭环系统，当计算机通过磨削力或者磨削温度等在线信号检测到加工设备需要改变供油流量的时候，自动调节电动机转速，为以后实现微量润滑智能自动调节流量提供一种更方便的途径。
(4)气体分配控制阀基于闸阀原理尽量减少能量局部损失的情况下能够精确控制气体流量，并且能够利用机械结构自锁防止控气阀因气体冲击而出现松动。
(5)外混合雾化喷嘴能够防止纳米流体因气体温度过低，低于纳米流体的倾点而导致其流动性变差，并且采用外混合方式避免在喷嘴内壁产生结霜冷凝现象。
附图说明
图1为换热器制冷低温冷却纳米流体微量润滑供给系统；
图2为换热器装置爆炸图；
图3为换热器装置装配左视图；
图3(a)为图3a-a剖视图；
图3(b)为图3(a)局部放大图；
图4(a)为换热器装置换热管1实施例1；
图4(b)为换热器装置换热管1实施例2；
图5(a)为换热器装置换热管2实施例1；
图5(b)为换热器装置换热管2实施例2；
图6为换热器装置管板俯视图；
图6(a)为换热器装置管板实施例1主视图；
图6(b)为换热器装置管板实施例2主视图；
图6(c)为换热器装置管板实施例3主视图；
图7为换热器装置肋板主视图；
图7(a)为换热器装置左侧肋板与换热管1及换热管2装配图；
图7(b)为换热器装置右侧肋板与换热管1及换热管2装配图；
图8为换热器管箱主视图；
图8(a)为图8b-b剖视图；
图9为换热器壳体左视图；
图9(a)为图9c-c剖视图；
图10为纳米流体微量润滑供给系统(mqlss)爆炸图；
图11(a)为mqlss总装配图主视图；
图11(b)为mqlss总装配图右视图；
图12(a)为mqlss部分装配图全剖主视图；
图12(b)为mqlss部分装配图全剖右视图；
图13(a)为泵体俯视图；
图13(b)为泵体主视图；
图13(c)为图13(a)a-a剖视图；
图13(d)为图13(b)b-b剖视图；
图14为活塞主视图；
图15为出油口主视图、俯视图及c-c剖视图；
图16为泵体与箱体连接固定板俯视图及主视图；
图17为上箱体主视图；
图17(a)为图17d-d剖视图；
图18为凸轮轴主视图；
图19为凸轮轴与电动机连接所用联轴器示意图；
图20为电磁调速电动机示意图；
图21为气体分配控制阀(gdcv)实施例1爆炸图；
图22为gdcv控气阀装配图；
图23(a)为gdcv装配仰视图；
图23(b)为gdcv装配左视图；
图23(c)为图23(a)a-a剖视图；
图24为gdcv壳体实施例1俯视图；
图24(a)为图24b-b剖视图；
图24(b)为图24c-c剖视图；
图25为控气阀接头主视图；
图26为gdcv实施例2爆炸图；
图27为gdcv实施例2装配图主视图；
图27(a)为图27d-d剖视图；
图28为gdcv实施例2装配图；
图28(a)为图28e-e剖视图；
图29为外混合雾化喷嘴(喷嘴)爆炸图；
图30为喷嘴部分装配图；
图30(a)为图30的局部放大图；
图31为喷嘴气体进入管主视图；
图32为喷嘴喷针主视图；
图33(a)为喷嘴锥形管轴测图；
图33(b)为喷嘴锥形管主视图；
图33(c)为图33(b)a-a剖视图及轴测图；
图34为喷嘴套管主视图；
图35(a)为喷嘴固定块1主视图；
图35(b)为喷嘴固定块2主视图；
其中，ⅰ-01-换热管1，ⅰ-02-低温密封圈1，ⅰ-03-低温密封圈2，ⅰ-04-换热器管板，ⅰ-05-换热器管箱，ⅰ-06-法兰螺母，ⅰ-07-法兰螺母垫片，ⅰ-08-法兰螺栓，ⅰ-09-密封垫片1，ⅰ-10-密封垫片2，ⅰ-11-三通，ⅰ-12-安全阀，ⅰ-13-压力计，ⅰ-14-冷却介质排出口，ⅰ-15-换热器壳体,ⅰ-16换热管2，ⅰ-17-冷却介质进口端盖，ⅰ-18-肋板，ⅱ-01-箱体螺母，ⅱ-02-箱体垫片，ⅱ-03-箱体螺母垫片，ⅱ-04-箱体螺栓，ⅱ-05-上盖，ⅱ-06-固定板，ⅱ-07-固定板内六角定位螺钉，ⅱ-08-固定板垫片，ⅱ-09-泵体，ⅱ-10-出油口，ⅱ-11-油杯，ⅱ-12-快速插头1，ⅱ-13-带开关的导油管2，ⅱ-14-带开关的导油管1，ⅱ-15-单向阀弹簧，ⅱ-16-单向阀堵头，ⅱ-17-出油口定位螺钉，ⅱ-18-快速插头2，ⅱ-19-泵体定位螺钉，ⅱ-20-凸轮弹簧，ⅱ-21-星型密封圈1，ⅱ-22-星型密封圈2，ⅱ-23-y型密封圈1，ⅱ-24-y型密封圈2，ⅱ-25-活塞，ⅱ-26-凸轮轴键，ⅱ-27-凸轮轴，ⅱ-28-轴承座螺栓，ⅱ-29-轴承座，ⅱ-30-下箱体，ⅱ-31-电磁调速电动机，ⅱ-32-联轴器，ⅲ-01-进气口快速插头，ⅲ-02-密封垫片1，ⅲ-03-实施例1gdcv壳体，ⅲ-04-密封垫片2，ⅲ-05-控气阀接头，ⅲ-06-控气阀，ⅲ-07-o型密封圈，ⅲ-08-密封垫片3，ⅲ-09-出气口快速插头，ⅲ-10-实施例2gdcv壳体，ⅲ-11-实施例2进气口垫片，ⅲ-12-实施例2进气口端盖，ⅲ-13-实施例2螺栓垫片，ⅲ-14-实施例2螺栓，ⅳ-01-喷嘴喷针，ⅳ-02-喷嘴套筒，ⅳ-03-喷嘴锥形管，ⅳ-04-喷嘴密封垫片，ⅳ-05-保温管，ⅳ-06-喷嘴气体进入管，ⅳ-07-喷嘴密封圈垫片合1，ⅳ-08-喷嘴密封垫片组合2，ⅳ-09-蛇形管，ⅳ-10-固定块内六角螺钉，ⅳ-11-喷嘴固定块1，ⅳ-12-喷嘴固定块2，ⅳ-13-输油管。
ⅰ-0101-密封圈槽1，ⅰ-0102-密封圈槽2，ⅰ-0103-密封圈槽3，ⅰ-0104-密封圈槽4，ⅰ-0501-管箱法兰孔，ⅰ-0502-管箱进气口或出气口，ⅰ-1501-壳体法兰孔，ⅰ-1502-壳体冷却介质气体出气口，ⅰ-1503-壳体冷却介质液体进口，ⅰ-1504-壳体底座，ⅰ-1505-冷却介质排污口，ⅰ-1506-壳体台阶1，ⅰ-1507-壳体台阶2，ⅰ-1601-换热管2台阶，ⅱ-0501-上箱体法兰孔，ⅱ-0502-上箱体螺纹连接孔，ⅱ-0601-固定板连接孔1，ⅱ-0602-固定板连接孔2，ⅱ-0901-壳体活塞腔1，ⅱ-0902-壳体泄气孔1，ⅱ-0903-壳体泄气孔2，ⅱ-0904-进油腔1，ⅱ-0905-进油腔2，ⅱ-0906-单向阀腔，ⅱ-0907-定位孔，ⅱ-0908-mql进油口2，ⅱ-0909-进油口1，ⅱ-0910-固定板螺纹孔，ⅱ-0911-进油腔1流道，ⅱ-1001-出油口流道，ⅱ-1002-单向阀弹簧槽，ⅱ-1003-螺纹定位孔，ⅱ-2501-活塞星型密封圈槽1，ⅱ-2502-活塞星型密封圈槽2，ⅱ-2503-活塞y型密封圈槽1，ⅱ-2504-活塞y型密封圈槽2，ⅱ-2701-凸轮键槽，ⅱ-2702-凸轮，ⅲ-0301-壳体进气主流道，ⅲ-0302-壳体控气阀接口，ⅲ-0303-壳体出气口，ⅲ-0303-壳体气体分流道，ⅲ-0601-控气阀密封槽，ⅲ-0602-控气阀螺柱，ⅲ-0603-控气阀螺母1，ⅲ-0604-控气阀螺母2，ⅳ-0301-锥形管喷针通道，ⅳ-0302-锥形管肋板，ⅳ-0303-锥形管通气孔，ⅳ-0601-进气管台阶1，ⅳ-0602-进气管台阶2，ⅳ-0603-进气管进气管道。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，换热器制冷低温冷却纳米流体微量润滑供给系统由低温气体产生装置ⅰ(简称换热器)、纳米流体微量润滑供给系统ⅱ(简称mqlss)、气体分配控制阀ⅲ(简称gdcv)和外混合喷嘴ⅳ(简称喷嘴)四部分构成。
如图2所示，图2为换热器系统爆炸图，各部件陈列图中。
如图3、3(a)、图3(b)所示，肋板ⅰ-18、换热器管板ⅰ-04、换热器管箱ⅰ-05、低温密封圈1ⅰ-02、低温密封圈2ⅰ-03、密封垫片1ⅰ-09、密封垫片2ⅰ-10、法兰螺栓ⅰ-08、法兰螺栓垫片ⅰ-07和法兰螺母ⅰ-06采用对称式安装布置。肋板ⅰ-18与换热管1ⅰ-01和换热管2ⅰ-16装配有一定的间隙，换热管1ⅰ-01、换热管2ⅰ-16与管板ⅰ-04过渡配合连接，管箱ⅰ-05、管板ⅰ-4、换热器壳体ⅰ-15通过螺栓ⅰ-08、螺母ⅰ-06、螺母垫片ⅰ-07固定连接。换热管1ⅰ-01、换热管2ⅰ-16与管板ⅰ-04连接处加有低温密封圈1ⅰ-02和低温密封圈2ⅰ-03，管箱ⅰ-05与管板ⅰ-04之间设有密封垫片1ⅰ-09，管板ⅰ-04与换热器壳体ⅰ-15之间设有密封垫片2ⅰ-10。换热器壳体ⅰ-15与三通ⅰ-11、冷却介质进口端盖ⅰ-17、冷却介质排出口ⅰ-14通过螺纹连接，三通ⅰ-17上设有压力计ⅰ-13和安全阀ⅰ-12。
冷却介质为超低温液体，如液氮、液氨、液氧、液态co2等。向换热器中加入冷却介质，冷却面沉浸在具有自由表面的液体中，气泡脱离表面自由浮升，发生池内沸腾，利用低温液体沸腾换热，相变吸热来达到极速冷却空气的作用。由于液氮沸点相对较低、成本低、对环境无污染，方案优先选用液氮。
如图4(a)所示，换热管1ⅰ-01实施例1，采用导热系数较高，并且不与冷却介质发生反应的材料(如纯铜)。换热管1ⅰ-01采用螺纹管或者粗糙度较高的管。不仅能在管径和管长一定的条件下增大热交换面积，还能促进换热管外液氮产生气泡，增加气化核心的数量，进而增强液氮的沸腾换热能力。换热管1ⅰ-01特征在于管外壁布置螺纹、网格孔、翅片等有利于增大换热面积及管壁粗糙度的特征。根据库珀公式可知，增大换热管表面粗糙度有利于增大沸腾表面换热系数，所以换热管表面应尽可能粗糙。进一步地，换热管1ⅰ-01上设置有密封圈槽1ⅰ-0101、密封圈槽2ⅰ-0102、密封圈槽3ⅰ-0103、密封圈槽4ⅰ-0104，对应分别安装低温密封圈2ⅰ-03、低温密封圈1ⅰ-02、低温密封圈1ⅰ-02和低温密封圈2ⅰ-03。
库珀(cooper)公式：
c＝90w0.33/(m0.66·k)
m＝0.12-0.2lg(rp)μm
式中：mr—冷却介质相对分子质量；
低温密封圈1ⅰ-02安装在换热管密封圈槽2ⅰ-0102和密封圈槽3ⅰ-0103内，防止换热管ⅰ-01在加入液氮后材料收缩与管板ⅰ-04而产生间隙配合，导致液氮泄露。
低温密封圈2ⅰ-03安装在换热管密封圈槽1ⅰ-0101和密封圈槽4ⅰ-0104内，一方面功能和低温密封圈1ⅰ-02相同。另一方面是换热管ⅰ-01在受到液氮冷却后，管长会有一定距离的收缩，低温密封圈2ⅰ-03安装在换热管密封槽ⅰ-0101、ⅰ-0104内，换热管ⅰ-01向内收缩后，低温密封圈2ⅰ-03随换热管ⅰ-01向内移动，低温密封圈2ⅰ-03受到换热管密封槽ⅰ-0101、ⅰ-0104和管板ⅰ-04之间的压缩，更好的起到密封效果。
如图4(b)所示，换热管1ⅰ-01实施例2与实施例1结构相同，但是采用外壁不需要经过特殊加工的管，换热管ⅰ-01表面应尽可能粗糙。使用光管虽然换热面积相比实施例1有所减小，沸腾换热现象不如实施例1剧烈，但是加工较为简单，成本较低。此时，冷却介质核态沸腾现象相对于实施例1比例要小，换热效果不如实施例1。
如图5(a)所示，换热管2ⅰ-16实施例1在换热管1ⅰ-01实施例1的基础上设置有台阶ⅰ-1601。
如图5(b)所示，换热管2ⅰ-16实施例2在换热管1ⅰ-01实施例2的基础上设置有台阶ⅰ-1601。
如图6(a)、图6(b)、图6(c)所示，换热管孔沿圆盘中心线对称排列，其中中心线上部孔要比下部少一行，以便于肋板ⅰ-18开缺口。孔的直径为d13与换热管ⅰ-01外径d12相同为过渡配合。管板ⅰ-04上设置的孔的排序方式作为换热管ⅰ-01在换热器中排序三种实施例，图6(a)为实施例1排序方式，孔的排序为正三角形对称排列。图6(b)为实施例2排序方式，孔的排序为正方形对称排列。图6(c)为实施例3排序方式，孔的排序为转角正方形对称排列。
如图7所示，肋板ⅰ-18为了支撑换热管ⅰ-01、ⅰ-16，避免换热管无支撑跨距过大而导致挠度过大。在换热管长度在无支撑跨距之内时，可以省略肋板ⅰ-18，降低加工成本，并且减小液氮流动阻力。但是无支撑跨距过长应该安装肋板ⅰ-18来支撑换热管。肋板ⅰ-18孔的排序方式和管板ⅰ-04排序方式一致，肋板ⅰ-18上的孔为偏心孔，有利于换热管的安装及有效的起到支撑作用，孔虚线部分直径为换热管外径d12，偏心距为δ3,，在肋板ⅰ-18的上、下、左、右分别开有缺口，开缺口是为了减小冷却介质流过的阻力，及时的浸没换热管ⅰ-01。肋板ⅰ-18与换热器壳体ⅰ-15间隙配合(结合图3(b)ⅰ-ⅰ)，肋板ⅰ-18的中心孔与管板ⅰ-04中心孔在同一直线上。进一步地，肋板ⅰ-18上缺口要足够大，目的为了使肋板ⅰ-18上侧和换热器壳体ⅰ-15有足够大的间隙，能够使液氮快速的充满换热器壳体ⅰ-15，并且有利于液氮蒸发的气体排放，避免换热器壳体ⅰ-15内压强不均匀，影响安全阀ⅰ-12的开放。
如图7(a)、7(b)所示，换热管1ⅰ-01、换热管2ⅰ-16与肋板ⅰ-18配合。换热管分别插入到肋板ⅰ-18偏心孔内，偏心孔即能为换热管留有一定的安装间隙又能够支撑换热管。其中，换热管2ⅰ-16上设置有台阶ⅰ-1601，在肋板1ⅰ-18的圆周部分均匀的布置4～6个换热管2ⅰ-16起固定作用，防止肋板ⅰ-18在受到冷却介质后体积收缩轴向移动。其中，换热管2ⅰ-16与左侧肋板ⅰ-18装配时从左侧装入，换热管2ⅰ-15与右侧肋板ⅰ-18装配时从右侧装入，从左右两边装入的换热管2ⅰ-15不在同一偏心孔内。
如图8、图8(a)所示，管箱ⅰ-05上设置有ⅰ-0501法兰孔、进气口或出气口ⅰ-0502。管箱ⅰ-05底面与侧面设有圆弧过渡连接，降低局部损失。
如图9、图9(a)所示，换热器壳体ⅰ-15上设置有法兰孔ⅰ-1501、冷却介质气体排出口ⅰ-1502，冷却介质进口ⅰ-1503、壳体底座ⅰ-1504、冷却介质排出口ⅰ-1505，换热器壳体ⅰ-15设置有两级台阶，台阶1ⅰ-1506外侧壳体内径大于肋板ⅰ-18外径d15便于肋板ⅰ-18的安装，内侧壳体ⅰ-15内径等于d15形成间隙配合，来支撑肋板ⅰ-18。台阶2ⅰ-1507内侧内径小于肋板ⅰ-18直径d15，使肋板ⅰ-18定位。换热器壳体ⅰ-15采用导热系数较小的材料(如304号钢)。进一步地，壳体外部喷镀隔热涂层或/和包覆多层保温材料。
如图10所示，为纳米流体微量润滑供给系统(mqlss)各零件的爆炸图。mqlss目的是为了将纳米流体变为固定压力、脉冲可变、液滴直径不变的脉冲液滴，通过输油管从外混合喷嘴处喷出，被高速低温气体雾化喷射到磨削区。
如图11(a)、11(b)所示，凸轮轴ⅱ-27通过凸轮键ⅱ-26与联轴器ⅱ-32相连进而与电磁调速电动机ⅱ-31相连，凸轮轴ⅱ-27安装在轴承支座ⅱ-29上，活塞ⅱ-25与凸轮轴通过活塞弹簧ⅱ-20进行力闭合，固定板ⅱ-06与上箱体ⅱ-05通过固定板内六角螺钉ⅱ-07固定，同时与泵体ⅱ-09通过泵体定位螺钉ⅱ-19固定，快速插头2ⅱ-18与泵体ⅱ-09螺纹连接，快速插头1ⅱ-12与油杯ⅱ-11螺纹连接，带有开关的导油管ⅱ-13、ⅱ-14两端分别插入到快速插头1ⅱ-12和快速插头2ⅱ-18进行导油。进一步地，固定板ⅱ-06与泵体ⅱ-09之间设有固定板垫片ⅱ-08进行减震，上箱体ⅱ-05和下箱体ⅱ-30之间设有箱体垫片ⅱ-02进行紧固密封。泵体ⅱ-09内部安装部分下段进行详细叙述。
如图12(a)、图12(b)所示，活塞ⅱ-25上装有星型密封圈1ⅱ-21、星型密封圈2ⅱ-22、y型密封圈1ⅱ-23、y型密封圈2ⅱ-24及活塞弹簧ⅱ-20。活塞整体安装在泵体ⅱ-09内。泵体ⅱ-09一侧安装单向阀堵头ⅱ-16、单向阀弹簧ⅱ-15。出油口ⅱ-10与泵体ⅱ-09通过出油口定位螺钉ⅱ-17连接定位。单向阀弹簧ⅱ-15一端套在单向阀堵头ⅱ-16上，另一端镶嵌在出油口ⅱ-10弹簧槽内，防止单向阀堵头ⅱ-16径向移动。星型密封圈1ⅱ-21和星型密封圈2ⅱ-22密封油腔的油，防止油的泄露。y型密封圈1ⅱ-23唇口朝向油腔的方向进一步密封油的泄露，y型密封圈2ⅱ-24唇口朝向外界防止外界杂质进入泵体ⅱ-09内。活塞弹簧ⅱ-20始使活塞ⅱ-25与凸轮轴ⅱ-27贴合，能够稳定的供油。当活塞ⅱ-25每进行冲程一次，活塞运动腔ⅱ-0901内空气通过泄气孔1ⅱ-0902和泄气孔2ⅱ-0902被排出到界外，供油腔1ⅱ-0904和供油腔2ⅱ-0905的中带有一定压力的油，克服单向阀弹簧ⅱ-15的阻力被挤压到单向阀腔ⅱ-0906内，接着通过出油口ⅱ-10经过输油管道ⅳ-13在喷嘴ⅳ外部被低温气体雾化喷射到加工区域。当活塞ⅱ-25每进行一次回程，单向阀堵头ⅱ-16由于单向阀弹簧ⅱ-15的弹力堵住供油腔1ⅱ-0904和供油腔2ⅱ-0905，防止油的回流。此时供油腔1ⅱ-0904和供油腔2ⅱ-0905内的压强小于外界压强，油被吸入到各供油腔内，完成一次供油。
如图13(a)、图13(b)、图13(c)、图13(d)所示，泵体ⅱ-09设有活塞运动腔ⅱ-0901、泄气孔1ⅱ-0902、泄气孔2ⅱ-0903、供油腔1ⅱ-0904、供油腔2ⅱ-0905、单向阀腔ⅱ-0906、出油口定位孔ⅱ-0907、进油口2ⅱ-0908、进油口1ⅱ-0909、泵体固定螺纹孔ⅱ-0910、供油腔1流道ⅱ-0911。泄气孔1ⅱ-0902和泄气孔2ⅱ-0903起到泵体ⅱ-09泄气作用，否则气体排不出来，活塞运动腔ⅱ-0901内气体压强急剧增大，有可能导致泵体ⅱ-09整体脱离固定板ⅱ-06。供油腔1流道ⅱ-0911将供油腔1ⅱ-0904和单向阀腔ⅱ-0906联通。泵体进油口2ⅱ-0908设置在供油腔2ⅱ-0905上，活塞ⅱ-25回程结束后，直径为d22的活塞段应该在进油口2ⅱ-0908下方，留出进油口2ⅱ-0908以便吸油。并且，密封圈不应移出各腔，防止密封圈频繁的进出各腔，导致密封性能下降；当活塞ⅱ-25冲程结束后，活塞顶端应该越过进油口2ⅱ-0908，在进油口2ⅱ-0908的上方，防止把油压到进油口2ⅱ-0908中，各台阶不应与泵体相撞，留出足够的间隙。同理，直径为d21的活塞段与进油口1ⅱ-0909工作过程相同。
如图14所示，活塞ⅱ-25上设置有4个密封圈槽ⅱ-2501、ⅱ-2502、ⅱ-2503和ⅱ-2504，分别安装星型密封圈1ⅱ-21、星型密封圈2ⅱ-22、y型密封圈1ⅱ-23、y型密封圈2ⅱ-24。第一供油部分活塞杆直径为d22，第二供油部分活塞杆直径为d21，根据活塞杆直径的不同提供不同的供油量。忽略活塞ⅱ-25与泵体ⅱ-09之间的间隙，当电动机ⅱ-31的转速n固定，活塞冲程距离l21时，当只开进油口1ⅱ-0909的导油管控油开关1ⅱ-14，每小时消耗q1油量。当只开进油口2ⅱ-0908的导油管控油开关2ⅱ-13，每小时消耗q2油量，当两个控油阀ⅱ-13和ⅱ-14全打开时，消耗q3油量。
如图15所示，出油口ⅱ-10部分包括出油口流道ⅱ-1001、单向阀弹簧槽ⅱ-1002、螺纹定位孔ⅱ-1003。出油口ⅱ-10可以设置多个出油口流道ⅱ-1001，根据实际需要通过拆装出油口定位螺钉ⅱ-17来更换出油口ⅱ-10来选择合适的出油口流道ⅱ-1001的数量。进一步地，出油口流道ⅱ-1001应圆形等距分布，使纳米流体均匀的进入各流道。
如图16所示，固定板ⅱ-06底部开有2个阶梯孔ⅱ-0601，侧面开有1个阶梯孔ⅱ-0602，阶梯孔ⅱ-0601内装有固定板内六角螺钉ⅱ-07来固定固定板ⅱ-06和上箱体ⅱ-04，阶梯孔ⅱ-0602内装有泵体定位螺钉ⅱ-18，来固定固定板ⅱ-06和mqlss泵体ⅱ-09(结合图11(a))。进一步地，在固定板ⅱ-06底部开有半圆型孔用来穿过活塞ⅱ-25和凸轮弹簧ⅱ-20。进一步地，固定板ⅱ-06需要两个对称配合安装。进一步地，固定板ⅱ-06和mqlss上箱体ⅱ-05固定后，在两块固定板ⅱ-06上方安装固定板垫片ⅱ-08，对泵体进行减震。
如图17、图17(a)所示，上箱体设有法兰孔ⅱ-0501和螺纹孔ⅱ-0502，法兰孔ⅱ-0501通过螺栓ⅱ-04、螺母垫片ⅱ-03、螺母ⅱ-01与下箱体ⅱ-30固定。螺纹孔ⅱ-0502通过固定板内六角螺钉ⅱ-07使上箱体ⅱ-05与固定板ⅱ-06固定(结合图11(a))。
如图18所示，凸轮ⅱ-2702直接在轴上铣制，凸轮轴ⅱ-27上设有凸轮键槽ⅱ-2701，通过凸轮键ⅱ-26与ⅱ-32联轴器相连。进一步地，根据实际情况，可以在轴上铣制多个凸轮ⅱ-2702组装多个mqss系统，并且每个凸轮的升程l21根据实际工况而定，从而实现在固定转速情况下调节提供多路纳米流体，并且每路纳米流体流量可以不同，满足不同工况需求。
如图19和图20所示，mqlss整体(结合图11)由电磁调速电动机ⅱ-31驱动，通过控制电动机ⅱ-31的转速来控制mqlss供油的频率，进而从一方面控制mqlss单位时间的供油量。其中mqlss整体和电磁调速电动机ⅱ-31通过联轴器ⅱ-32相连。
图21为gdcv实施例1爆炸图，各零件陈列其中。图22、图23、图24和图25均为gdcv实施例1示意图。气体分配控制阀(gdcv)是利用改变流道通流面积原理来控制气体流量，从而不可避免的造成局部损失，本方案基于闸阀能量局部损失较小原理设计，gdcv壳体设置2个或4个出气口，同时对应2个或4个控气阀。本方案以分配4个控气阀为例。
如图22所示，控气阀部分又有螺柱ⅲ-0602，螺母1ⅲ-0603、螺母2ⅲ-0604组成，其中螺柱ⅲ-0602一端设置有细螺纹，另一端设置有与螺柱同直径球径为d31的半球，并且螺柱ⅲ-0602上开有密封圈槽ⅲ-0601。其中，螺柱ⅲ-0602的螺纹旋向与螺母2ⅲ-0604、螺母1ⅲ-0603旋向相同。螺母1ⅲ-0603能起到定位防松的作用，螺母2ⅲ-0604与螺柱ⅲ-0602利用一定的方式(如胶接)固定，防止在调整控气阀ⅲ-06时螺母2ⅲ-0604与螺柱ⅲ-0602产生松动。控气阀螺纹均用细牙螺纹，细牙螺纹由于螺距小能够实现微调的作用，并且能够更好的起到气体密封作用；细牙螺纹螺旋升角小更有利于控制阀ⅲ-06的自锁。
如图23(a)、图23(b)、图23(c)所示，首先将控气阀螺柱ⅲ-0602从控气阀接头ⅲ-05旋入，再依次旋入控气阀螺母1ⅲ-0603和控气阀螺母2ⅲ-0604，然后在控气阀螺柱ⅲ-0602上安装o型密封圈ⅲ-07，最后将控气阀接头ⅲ-05、o型密封圈ⅲ-07和控气阀整体ⅲ-06旋入到gdcv壳体ⅲ-03内，控气阀接头ⅲ-05和gdcv壳体ⅲ-03之间装有密封垫片2ⅲ-04。最后分别将进气口快速插头ⅲ-01、出气口快速插头ⅲ-09旋入到gdcv壳体ⅲ-03中。其中，进气口快速插头ⅲ-01与gdcv壳体ⅲ-03之间装有密封垫片1ⅲ-02,出气口快速插头ⅲ-09与gdcv壳体之间装有密封垫片3ⅲ-08。其中o型密封圈ⅲ-07有三部分作用，第一，o型密封圈ⅲ-07能够有效的阻止气体的外漏；第二，o型密封圈ⅲ-07由于受到压缩使得控气阀螺柱ⅲ-0602与gdcv壳体ⅲ-03存在一定的阻尼，能够有效减小控气阀因受气体冲击作用而发生震动从而松动，起到定位作用；第三，当控气阀ⅲ-06外旋的时候，o型密封圈ⅲ-07移动到控气阀接头ⅲ-05处，o型密封圈外径大于控气阀接头ⅲ-05内径，不能继续向外移动，防止gdcv控气阀ⅲ-06过度旋出而脱离控气阀接头ⅲ-05。
如图24、图24(a)、图24(b)所示，gdcv壳体ⅲ-03的上设置有壳体进气主流道ⅲ-0301、壳体控气阀接口ⅲ-0302、壳体出气口ⅲ-0303、壳体气体分流道ⅲ-0304。其中，壳体气体分流道ⅲ-0304直径为d31，与控气阀螺柱ⅲ-0602半球部分球径d31相等，从而当全部旋紧控气阀ⅲ-06时，使得控气阀ⅲ-06与壳体气体流道ⅲ-0304紧密结合，防止气体泄露。
进一步地，壳体进气口主流道ⅲ-0301为圆形通道，气体分流道ⅲ-0304沿中心等分均匀圆形布置，使进入的气体均匀的进入到各流道ⅲ-0304；控气阀ⅲ-06分布在壳体的左右两个面上。
如图25所示，控气阀接头ⅲ-05上设置外螺纹ⅲ-0501和内螺纹ⅲ-0502，外螺纹ⅲ-0502与gdcv壳体ⅲ-03连接，内螺纹ⅲ-0502与gdcv控气阀螺柱ⅲ-0602连接。
如图26所示，图26为gdcv实施例2爆炸图，各零件陈列其中。图22、图25、图27、图27(a)、图28和图28(a)均为gdcv实施例2示意图。其中控气阀部分ⅲ-06(图22)、控气阀接头ⅲ-05(图25)与实施例1结构相同。
如图27、图27(a)所示，将进气口端盖ⅲ-12和出气口快速插头ⅲ-09安装到gdcv壳体ⅲ-10上。其中，出气口快速插头ⅲ-09和gdcv壳体ⅲ-10为螺纹连接，之间有密封垫片3ⅲ-11。进气口端盖ⅲ-12与gdcv壳体ⅲ-10用螺钉ⅲ-14连接，之间有进气口端盖密封垫片ⅲ-11和螺钉垫片ⅲ-13。进一步地，壳体进气口主流道为矩形通道，气体分流道在矩形主流道上等距分布；控气阀ⅲ-06集中分布在壳体的一个面上。
如图28、28(a)所示，控气阀部分ⅲ-06和控气阀接头ⅲ-05安装和实施例1图23安装方法相同。不做重复赘述。
如图29所示，为外混合喷嘴(简称喷嘴)爆炸图，各零件陈列如图。
如图30、图30(a)所示，喷嘴气体进入管ⅳ-06和蛇形管ⅳ-09螺纹连接，喷嘴套筒ⅳ-02与气体进入管ⅳ-06螺纹连接，输油管ⅳ-13与喷嘴喷针ⅳ-01过盈连接，锥形管ⅳ-03与保温管ⅳ-05间隙配合连接，喷嘴喷针ⅳ-01与锥形管ⅳ-03间隙配合连接。保温管ⅳ-05在气体进入管ⅳ-06和喷嘴套筒ⅳ-02内部，输油管在保温管内ⅳ-05部。保温管ⅳ-05和气体进入管ⅳ-06之间设有密封垫片组合1ⅳ-07和密封垫片组合2ⅳ-08，保温管ⅳ-05与喷嘴锥形管ⅳ-03设有密封垫片ⅳ-04，蛇形管ⅳ-09通过喷嘴固定块ⅳ-11、ⅳ-12进行固定安装到加工区域。
如图31所示，进气管设置有台阶1ⅳ-0601、台阶2ⅳ-0602、进气通道ⅳ-0603。台阶1ⅳ-0602用于喷嘴密封垫片组合1ⅳ-07的定位，台阶2ⅳ-0601用于喷嘴密封垫片组合2ⅳ-08的定位。进一步地，20°<γ2<40°。
如图32所示，喷嘴喷针ⅳ-01中间设置有台阶，来使喷嘴喷针ⅳ-01和喷嘴锥形管ⅳ-03定位。
如图33(a)、图33(b)、图33(c)所示，喷嘴锥形管ⅳ-03设置有喷针通道ⅳ-0301、锥形管肋板通气孔ⅳ-0302、锥形管肋板ⅳ-0303。其中，锥形管肋板ⅳ-0303与喷嘴套筒ⅳ-02连接对保温管ⅳ-05起到一定支撑作用。锥形管肋板通孔ⅳ-0202使低温气体通流。为了使锥形管肋板能够更稳定支撑应至少设置3个。锥形管角度γ1应满足3°≤γ1≤15°。
如图34所示，喷嘴套筒锥形部分角度应与喷嘴锥形管ⅳ-03角度相同。其中喷嘴套筒平直部分内径d42>d41，更好的对喷嘴套筒ⅳ-02进行装配。
如图35(a)、图35(b)所示，喷嘴固定块1ⅳ-12和喷嘴固定块2ⅳ-13中间都有半六边形孔，并且喷嘴固定块2ⅳ-13设有螺纹孔。喷嘴固定块1ⅳ-12和喷嘴固定块2ⅳ-13两个半六边形孔组合来装夹六边形蛇形管螺母，并用固定块内六角螺钉ⅳ-10夹紧固定蛇形管ⅳ-09，从而固定喷嘴ⅳ整体。喷嘴固定块可以采用金属等磁性材料，够吸附在加工区域附近磁盘上。
本方案具体工作过程如下：
换热器制冷低温冷却纳米流体微量润滑供给系统由低温气体产生装置ⅰ、纳米流体微量润滑供给系统ⅱ、气体分配控制阀ⅲ和外混合喷嘴ⅳ四部分构成。
当使用该系统对工件进行磨削时，首先打开电磁调速电动机ⅱ-31及纳米流体微量润滑供给系统(mqlss)。因为mqlss出油口ⅱ-10与外混合雾化喷嘴喷针ⅳ-01之间通过输油管道ⅳ-13相连，所以先打开mqlss进行供油充满输油管道ⅳ-13，在此操作过程中，应同时开启带开关的导油管ⅱ-13、ⅱ-14，提高电动机ⅱ-31的转速，加快供油节约供油预备时间，提高加工效率。mqlss由电磁调速电动机ⅱ-31驱动，电动机ⅱ-31每转动一圈带动凸轮轴ⅱ-27旋转一圈，活塞进行一次冲程回程运动，完成一次供油。mqlss通过调节电动机转速ⅱ-31和开启关闭导油管开关ⅱ-13、ⅱ-14实现油量的控制。优先调节导油管开关ⅱ-13、ⅱ-14对供油量实现3级调节，若不能满足供油要求，则调节电动机ⅱ-31转速，改变供油频率。mqlss系统优先选用电动机低频工作，这样不仅能节约电动机的电能而且还能够有效的减小凸轮轴ⅱ-27和活塞ⅱ-25之间的磨损、密封圈与泵体ⅱ-09之间的磨损。
在mqlssⅱ提供的纳米流体从喷嘴ⅳ喷出之后，将低温冷却介质(如液氮)倒入到换热器内ⅰ，换热器ⅰ充满冷却介质，由于低温冷却介质在常温常压下急剧的发生相变，通过相变急剧的沸腾换热吸收来自换热管的热量，低温冷却介质蒸发的气体通过安全阀ⅰ-12排除换热器外。与此同时，打开空气压缩机，经过普通降温、过滤、干燥后的纯净气体进入换热器管箱ⅰ-04内，空气压缩机输出定量的气体进入换热器内体积增大，气流速度减小并控制在湍流范围内，气流均匀的进入换热管流过。由于换热管ⅰ-01浸没在液氮之中，换热管ⅰ-01采用导热性能较好，外表粗糙度较高的管道材料(如纯铜)。由于换热管ⅰ-01内外存在巨大的温度差，换热管ⅰ-01内侧发生强制对流换热，而外侧发生剧烈的沸腾换热。换热管ⅰ-01内侧的气体能量迅速的传递给换热管ⅰ-01外侧，自身能量损失温度下降。
经过换热器ⅰ降温后的高压气体通过换热器管箱ⅰ-05排出换热器ⅰ，通过保温管道输送到气体分配阀ⅲ中，通过调节气体分配阀ⅲ的控气阀ⅲ-06部分来改变气体流通面积起到控制气体流量的作用。
低温冷气从喷嘴ⅳ的进入管ⅳ-06通入，mqlssⅱ供给的纳米流体通过输油管ⅳ-13从喷嘴喷针ⅳ-01排出，与低温气体在喷嘴外部混合，喷嘴成锥形喷射气体，在气体聚焦处使纳米流体雾化，低温气体携带雾化后的细小油滴穿过砂轮楔形气障层喷射到磨削区。
换热器换热机理：
方案中，换热管内径d11，外径d12，长度为l11当输入一定质量流量为m1，进口气体温度为t1的纯净气体。气体在进入换热管内之后，体积膨胀，流速为w1，保证管内气体处于湍流状态，管内纯净空气和换热管表面发生强制对流换热。换热管内气体以强制对流换热为主而不是热传导为主。由于换热管内外存在巨大的温度差，换热管内侧发生强制对流换热，而外侧发生剧烈的沸腾换热。
式中，re—雷诺数；pr—普朗特数；μ—流体动力粘度，n·s/m2；μw—以壁温为定性温度的流体动力粘度，n·s/m2；管外核态沸腾时，沸腾换热系数为α2。
假定换热管内侧壁温为tw1，则内侧单位面积传热量为q1，换热管外侧壁温tw2，单位面积传热量q2'。由于q1'＝q2'，可以求得单位面积传热量。根据rohsenow关联式：
其中q1'＝α1(tw1-t1)；tw2＝q1'·rw-tw1；q2'＝α2(t2-tw2)；q'＝q1'＝q2'。
式中，clg—换热管壁面热阻；clg—表面—流体系数；cl—冷却介质液体比热容，j/kg·k；ρl—冷却介质液体密度，kg/m3；ρg—冷却介质气体密度，kg/m3；μl—冷却介质液体动力粘度，pa·s；pr—冷却介质液体普朗特数；σl—表面张力，n/m；γ—气化潜热，j/kg；
换热器传热系数：
式中，k—换热器传热系数；α1—管内侧换热系数，w/(m2·℃)；α2—管外侧换热系数，w/(m2·℃)；rs,1—管内壁的污垢热阻，m2·℃/w；rs,2—管外壁的污垢热阻，m2·℃/w；δw—管壁厚度，m；λw—管材的导热系数，w/(m2·℃)；dm—管子的平均直径，m；上述公式联立可求得α2及k。
根据公式：q＝c1m1(t1'-t1)＝kfδtm
f＝n·πd11l12
式中q—换热器热容量，w；c1—压缩空气比热容，j/kg·k；m1—压缩空气质量流量，kg/s；δtm—压缩空气平均温差，k；d11—换热管内径，m；l12—换热管有效长度，m；
纳米流体微量润滑供给系统供油及流量调节机理：
纳米流体微量润滑供给系统主要是靠电动机带动凸轮轴旋转，进而驱动凸轮活塞实现活塞与mqlss泵体产生相对运动，当活塞冲程时把泵体各供油腔里的油排出去，当活塞回程时在泵体各供油腔形成真空将进油口的油吸到供油腔以备下一次供油。
忽略活塞与泵体之间的间隙，当电动机的转速n固定，活塞冲程距离l21时，当只开进油口1的导油管控油开关1，每小时消耗q1油量。当只开进油口2导油管控油开关2，每小时消耗q2油量，当两个控油阀全打开时，消耗q3油量。其中：
式中，q—单位时间内供油量，ml/h；n—电动机转速，r/min；d—活塞杆直径，mm；l21—凸轮升程，mm。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
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