内燃机气缸盖在内燃机工作过程中承受着极高的交变热负荷，若内燃机长时间处于高温条件下，散热不充分，将会严重影响其寿命、可靠性、动力性及经济性。对于纯工质而言，内燃机冷却系统沸腾传热效率仍有提升空间，现有的一些数值模拟与模拟实验得出的准则关联式具有一定的局限性，模拟实验仍需深入开展。而新型传热工质纳米流体对传热效率的影响仍存在矛盾，探究矛盾所在并使其得到解决成为进一步提升冷却系统的冷却效率的关键。　　针对以上存在的问题，在强化内燃机气缸盖鼻梁区冷却通道传热的背景下，根据实机鼻梁区内的通道尺寸、温度、流速等参数，建立了一套强迫对流过冷沸腾传热实验系统。在保证雷诺数、普朗特数与努赛尔数与实机鼻梁区一致的条件下进行相似模拟实验，实验台包括：对流传热系数测量、阻力系数测量及壁面气泡动力学行为可视化观测。　　纯水的实验研究了雷诺数与过冷度对强迫对流过冷沸腾传热的影响，并进行高速摄影可视化研究。增加雷诺数与降低介质过冷度有利于提升传热效率，雷诺数的提升增加了气泡生成密度与脱离壁面频率，壁面能迅速重新建立新的沸腾气化核心吸收热量。低过冷度将沸腾起始点提前，使传热更快从单相传热转变为沸腾传热，因此传热系数大幅增加。根据已有的几种模型的经验式，对实验数据进行关联对比与偏差分析，选取渐进模型经验式进行经验参数的重新拟合，最终得出更加准确、误差更小的新经验关联式。　　SiO2-水纳米流体的实验研究了雷诺数与浓度对纳米流体强迫对流过冷沸腾传热的影响，并进行高速摄影可视化研究。实验结果表明，体积分数为0.50%的纳米流体提升传热效果最好，而0.25%、0.75%与1.00%的纳米流体均表现出对传热的削弱作用。纳米颗粒能增强液体整体导热性，增加湍动能，强化扰动。导热性的增加加速了热量从壁面向工质的传递，扰动会使气泡更快脱离壁面，促进新的气泡生成从而强化传热。　　纳米颗粒的沉积实验研究了不同厚度的沉积层对纯水对流传热系数的影响，进行了高速摄影可视化研究，并与相同沉积层厚度下纳米流体实验结果进行对比。结果表明，沉积层越厚，壁面导热热阻越大，工质吸收热量受限，气泡不能充分生长而不易脱离壁面，使热量传递进一步受阻，最终导致新的气泡生成受到抑制，从而削弱沸腾传热。　　为防止纳米颗粒沉积增加热阻，用涂覆法对加热壁面进行疏水改性，实验表明疏水涂料对阻隔纳米颗粒沉积有促进作用，使纳米流体平均传热效率高于纯水。未来壁面若能很好改性，变为超疏水结构，纳米流体过冷沸腾传热效率将获得更显著地提升。