表面活性剂对二氧化钛纳米流体分散性的影响

通过二步法将纳米二氧化钛分散到去离子水中,制备TiO2-水纳米流体。通过加入3种不同的表面活性剂作为分散剂,即阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、非离子表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)制备出3种不同的纳米流体。用纳米粒度分析仪测定纳米流体中的纳米粒子的粒径和粒径分布,用Zeta电位分析仪测量纳米流体的电位,分析了不同浓度、不同种类的表面活性剂对水基TiO2纳米流体分散性的影响。     

低温相变蓄冷纳米复合流体成核过冷度的实验研究

在共晶盐BaCl2水溶液中添加亲水性分散剂,经过超声振动制备了粒径为20nm的4种不同体积分数的TiO2-BaCl2-H2O纳米流体.对BaCl2水溶液和纳米流体同步进行蓄冷实验,结果表明:加入纳米TiO2粉体后,可大幅度降低BaCl2水溶液的结晶成核过冷度,并且纳米流体的起始成核时间比BaCl2水溶液提前,结晶结束所花时间也大大少于BaCl2水溶液.最后对纳米粒子影响基液的结晶机理进行了分析.     

低温相变纳米流体释冷特性研究

在共晶盐BaCl2水溶液中悬浮粒径为20nm体积分数为1.13％的TiO2颗粒,通过添加分散剂和超声波振荡,制成分散均匀的TiO2-BaCl2-H2O纳米流体.对BaCl2溶液和纳米流体进行同步蓄冰放冷实验,实验表明:加入纳米TiO2粉体后,在融冰放冷时纳米流体融冰速率要比BaCl2溶液大,在同样时间内纳米流体放冷量要多于BaCl2溶液,在换热器中纳米流体总的传热系数要大于BaCl2溶液的,表明纳米粒子有助于强化蓄冷剂的传热性能.     

潜热型纳米流体粘度特性的实验研究

实验测量了潜热型纳米流体TiO2-BaCl2-H2O的粘度,分析了纳米粒子体积分数和温度对纳米流体粘度的影响.实验结果表明,在BaCl2水溶液中添加纳米TiO2会增加其粘度,且随着粒子浓度的增加,粘度增加越显著;粘度随温度降低而升高.潜热型纳米流体TiO2-BaCl2-H2O的粘度不随剪切应力的变化而变化,表现为牛顿型流体的流变特性.基于实验数据,建立了潜热型纳米流体TiO2-BaCl2-H2O粘度的计算模型,模型预测值与实验值的误差在2％以内.     

低温相变蓄冷纳米流体成核过冷度的实验研究

在共晶盐BaCl2水溶液中添加亲水性分散剂，经过超声振动制备了粒径为20nm四种不同体积分数的TiO2-BaCl2-H2O纳米流体。对Baa2水溶液和纳米流体同步进行蓄冷实验，实验表明：加入纳米TiO2粉体后，可大幅度降低BaCl2水溶液的结晶成核过冷度，并且纳米流体的起始成核时间比BaCl2水溶液提前，结晶结束所花时间也要大大少于BaCl2水溶液。最后对纳米粒子影响基液的结晶机理进行了分析。     

TiO_2-H_2O纳米流体热物性研究

制备了粒度分布为11~50nm的TiO2-H2O纳米流体,测量了纳米流体的相变潜热、表面张力和过冷度。相对于去离子水,质量分数为1%的纳米流体相变潜热减小了2.4%,表面张力增大了1.6%,过冷度降低了66.2%。纳米流体过冷度随TiO2浓度增大而降低,表面张力随TiO2浓度增大没有明显变化。运用相变动力学原理,对纳米流体过冷度降低的机理进行了分析。     

太阳能集热Co-H_2O纳米流体比热容特性实验研究

采用两步法制配了Co-H_2O纳米流体,实验研究了纳米颗粒质量分数、直径、温度对纳米流体比热容的影响。结果表明:去离子水的比热随着纳米颗粒的添加不断减小,质量分数为0.1%和0.2%的Co-H_2O纳米流体比热比去离子水分别降低了2.88%和5.76%。随着温度的升高,纳米流体的比热容逐渐增大,并且纳米流体质量分数越大,其比热随温度变化的趋势相对低浓度的纳米流体越明显。粒径越小的纳米流体比热容越大。现有比热容计算模型与实验结果相差较大,不能直接用于计算。     

水基纳米流体的凝固行为

选用二氧化钛(TiO2)纳米颗粒、碳纳米管(CNT)和石墨烯(graphene)纳米片制备水基纳米流体。采用步冷曲线法测量纳米流体的凝固温度和时间。研究纳米材料形状、尺寸、接触角和比表面积对纳米流体凝固行为的影响。实验发现,TiO2纳米颗粒、CNT纳米管和石墨烯纳米片对纳米流体过冷度和凝固时间的减小作用依次增强。0.034%(质量分数)浓度的石墨烯纳米片可完全消除水的过冷现象,使其凝固起始时间和总时间分别缩短61.22%和30.53%。成核理论分析表明,纳米流体的凝固过冷度主要取决于单位体积纳米流体的成核面积。与接触角、形状和尺寸相比,纳米材料的比表面积对纳米流体过冷度的影响更大。     

直接吸收式太阳能集热纳米流体光热特性研究

采用两步法配制了Co-H2O纳米流体,针对不同粒径、不同质量分数、不同pH值的纳米流体,与去离子水一起同步测试了其光热转换特性。实验结果表明:纳米流体的温升速率及集热量明显优于去离子水的。纳米流体质量分数有一最佳值,实验中质量分数为0.1%时效果最好,其最高温度要比纯水高出30.3%。30 nm Co-H2O纳米流体的光吸收能力要强于50 nm Co-H2O纳米流体的。pH值对光热特性有较大影响,实验中p H=8效果最佳。Co-H2O纳米流体优异的光吸收性能表明其有望运用在直接吸收式太阳能系统中。     

TiO2油基纳米流体的制备和流变性能

制备TiO2和掺镧TiO2-变压器油纳米流体,研究了流体的流变行为和电场调控特性.TiO2和掺镧TiO2均为锐钛矿型,平均粒径为18.7 nm.TiO2和掺镧TiO2纳米流体的零场粘度42.4 mPa·s,外观透明,存放六个月不发生沉降.在外加电场的激励下,未掺谰Ti02纳米流体的粘度随着电场强度的增大而减小,而掺镧TiO2纳米流体的粘度随着电场强度的提高而增大,镧的掺杂量为3%时粘度最大增幅为35%.掺镧纳米流体的介电损耗和介电常数明显增大,颗粒界面极化增强是流变性能改善的原因.