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.     

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.     

新型蓄冷材料Al2O3-H2O纳米流体初始冻结温度分析

纳米流体作为功能性材料在强化传热方面运用较广,但作为蓄冷剂时对其初始冻结温度的研究较少。本文选用500nm粒径的Al2O3颗粒,设定三种不同降温速率(1、5、10 ℃/min),配置了三种不同质量分数(0.01％、0.05％、0.1％)的Al2O3-H2O纳米流体,研究初始冻结温度和降温速率以及纳米流体质量分数之间的关系,试验分为九组,每组进行60次,记录初始冻结温度的数据得到其概率分布。结果表明:初始冻结温度值概率分布近似为高斯分布;增大降温速率会使冻结过程中流体初始冻结温度降低;而在不同降温速率下,初始冻结温度与纳米流体质量分数未呈现相同的变化趋势,随着降温速率的增大,初始冻结温度随纳米流体质量分数的增大由减小逐渐转变为增大,异质结晶对初始冻结温度的影响程度逐渐大于溶液黏度的影响程度。     

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。     

Al_2O_3-H_2O纳米蓄冷箱堆码试验的研究

随着人们生活水平的提高,对食品品质的要求也不断的提高,尤其是果蔬的新鲜度。蓄冷运输是解决冷链断链的有效措施。Al_2O_3-H_2O纳米流体蓄冷材料制备时采用低密度海绵来吸附纳米流体中的纳米颗粒,抵御重力作用造成纳米颗粒的沉淀,以达到较长时间的稳定。采用堆码实验,以胡萝卜为实验对象,分析Al_2O_3-H_2O纳米流体蓄冷材料堆码方式(五种),蔬菜预冷温度(-1℃、4℃、13℃),蓄冷材料的质量(5.1kg、4.6kg、3.0kg、2.4kg、1.5kg),三种因素对Al_2O_3-H_2O纳米蓄冷包装箱蓄冷效果的影响。研究结果表明:果蔬不同预冷温度使蓄冷箱中恒温区域明显不同,其中恒温区域ⅠⅡⅢ;对于同一预冷温度下五种堆码方式下的果蔬温度趋势基本一致,且保鲜时间堆码方式12345;对于存放相同质量胡萝卜的蓄冷箱中蓄冷材料质量越大保温效果越好,在实际中可根据保温时间选择合适的预冷温度。该实验方法及结果具有指导借鉴作用,可以为后期的实验及分析提供理论基础。     

氧化铝-水纳米流体的制备及其分散性研究

通过在水介质中添加纳米氧化铝粒子,研制了一种新型传热冷却工质Al2O3-H2O纳米流体,给出的纳米流体沉降照片和粒径分布显示了加入分散剂的悬浮液具有较高的分散性、稳定性.同时还测定了纳米Al2O3-H2O悬浮液的zeta电位和吸光度,探讨了不同pH值和SDBS分散剂加入量对纳米氧化铝粉体在水相体系分散稳定性的影响.结果表明:zeta电位的绝对值与吸光度有良好的对应关系,zeta电位绝对值越高,吸光度越大,粉体体系的分散性能越好;pH值约在8.0时,溶液的zeta电位绝对值较高,吸光度较大,说明此时有较好的分散效果;SDBS能显著提高水溶液中Al2O3表面zeta电位绝对值,增大了颗粒问静电排斥力,改善了悬浮液稳定性.在0.1%纳米Al2O3-H2O悬浮液中,SDBS分散剂最佳加入量(质量分数)为0.10%时,能得到分散稳定的悬浮液体系.     

纳米流体中CO_2水合物生成特性实验研究

在自行设计的小型气体水合物反应装置上进行了纳米流体中CO2水合物生成特性的实验研究,探讨了纳米粒子的种类、粒径和质量分数对CO2水合物生成特性的影响。研究发现,与纯水相比,纳米粒子Cu O和Si O2增加了CO2耗气量,但延长了气体水合物生成的诱导时间。金属纳米粒子Cu和金属氧化物纳米粒子Al2O3对CO2水合物生成的诱导时间和耗气量有明显改善。对不同粒径的Al2O3纳米粒子对气体水合物生成特性的研究发现,30 nm的Al2O3纳米流体对水合物生成特性影响最大。与纯水相比,0.1%-30 nm-Al2O3纳米流体中水合物生成的诱导时间缩短了76.9%,耗气量增加了23.2%。CO2水合物耗气量随着Cu粒子质量分数的增加先增加后减少。最后进行了纳米粒子对CO2水合物生成特性的影响的理论分析。     

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.     

TiO_2-H_2O纳米流体流变特性的实验研究

测量了不同体积浓度的TiO2-H2O纳米流体在不同温度下的粘度,结果表明,TiO2-H2O纳米流体的粘度显著大于未添加纳米粒子的纯水的粘度值,并且粘度随体积浓度的增大急剧增大,随温度的升高而急剧减小.流变特性表明,在所配制的体积浓度内,TiO2-H2O纳米流体是一种典型的牛顿型流体.     

纳米流体蓄冷材料对冬枣温度的影响

采用对照试验,冬枣为试验对象,分析在保温箱中水蓄冷材料与Al_2O_3-H_2O纳米蓄冷材料对冬枣温度的影响。研究结果表明:纳米流体蓄冷材料具有较好的释冷性能,能使冬枣温度降低,并保持低温一段时间,有利于冬枣的保鲜及储藏运输。     

Investigation of Al2O3-MWCNTs hybrid dispersion in water and their thermal characterization

Synthesis of water based Al2O3-MWCNTs hybrid nanofluids have been investigated and characterized. Al2O3-MWCNTs nanoparticles in weight proportion of 97.5:2.5 to 90:10 have been studied over 1% to 6% weight concentration. Dispersion quality of nanofluids is assured by additional synthesis process like acids treatment and grinding of MWCNTs by planetary ball mill. The effects of ground and non-ground MWCNTs over dispersion quality and thermal conductivity have been investigated. Sedimentation effect of hybrid nanofluids with time length has been studied by sample visualization and TEM micrographs. The augmentative absorbance and thermal conductivity of hybrid nanofluids have been compared with pure Al2O3/water nanofluids. The overall result shows that the enhancement in normalized thermal conductivity of hybrid nanofluids is still not so sharp though the absorbance and other qualities show much better comparing mono type nanofluids. Hybrid nanofluids with spherical particles show a smaller increase in thermal conductivity comparing cylindrical shape particles.     

纳米流体强化相变蓄冷特性的实验研究

在水基液中添加少量的纳米Cu颗粒(平均粒径为25nm),经超声波振荡和添加分散剂后,制备成分散稳定的Cu-H2O纳米流体.实验研究了纳米颗粒添加剂对水过冷度的影响,并采用红外热摄仪在线观察了纳米流体结晶过程的温度分布.结果表明.在水基液中加入纳米Cu粒子后,其过冷度明显降低,且随着纳米Cu质量分数的增加,流体的结冰时间缩短.Cu-H2O纳米流体的相变温度比水的提高了1℃,因此,纳米流体蓄冰时可以降低压缩机的输入功率,从而节约成本、减少能耗.     

ZnO/Al_2O_3复合纳米颗粒的制备与表征

为研究ZnO/Al2O3复合纳米颗粒在涂料、化妆品等领域的应用,采用直接沉淀法制备了纳米ZnO,用硫酸铝水解生成的Al2O3对纳米ZnO进行了表面改性。采用IR、TEM、SEM、XRD等手段对改性前后的粉体进行表征。分析结果表明,改性后粉体颗粒的团聚现象减轻。粉体的光催化降解甲基橙的实验研究表明,改性后ZnO粉体的光催化活性明显下降,进一步证明纳米ZnO颗粒表面存在Al2O3的包覆层。     

Electrical conductivity measurements of nanofluids and development of new correlations

In this study the electrical conductivity of aluminum oxide (Al2O3), silicon dioxide (SiO2) and zinc oxide (ZnO) nanoparticles dispersed in propylene glycol and water mixture were measured in the temperature range of 0 degrees C to 90 degrees C. The volumetric concentration of nanoparticles in these fluids ranged from 0 to 10% for different nanofluids. The particle sizes considered were from 20 nm to 70 nm. The electrical conductivity measuring apparatus and the measurement procedure were validated by measuring the electrical conductivity of a calibration fluid, whose properties are known accurately. The measured electrical conductivity values agreed within +/- 1% with the published data reported by the manufacturer. Following the validation, the electrical conductivities of different nanofluids were measured. The measurements showed that electrical conductivity of nanofluids increased with an increase in temperature and also with an increase in particle volumetric concentration. For the same nanofluid at a fixed volumetric concentration, the electrical conductivity was found to be higher for smaller particle sizes. From the experimental data, empirical models were developed for three nanofluids to express the electrical conductivity as functions of temperature, volumetric concentration and the size of the nanoparticles.     

Effects on the Phase Transformation Temperature of Nanofluids by the Nanoparticles

Nanofluids have been demonstrated to have intriguing thermodynamic properties. In this work, we described the investigation of the phase transformation behaviors of nanofluids containing alumina （Al2O3） or titania （TiO2） nanoparticles with different weight fractions. The experimental results indicate that the melting temperatures of nanofluids （in freezing states） are reduced with the increase of the weight fraction of nanoparticles. The reduction is related to nanoparticle species as well as nanoparticle size.     

纳米Al2O3与SiO2的制备及在陶瓷釉料中的应用

以普通无机盐为原料采用沉淀法制备了纳米Al2O3和SiO2.XRD分析表明样品为无定形结构,SEM分析表明得到的纳米Al2O3和SiO2均为球形颗粒,直径分别为90m和300nm.将合成的纳米材料添加至陶瓷面釉进行烧结测试,结果表明,添加纳米材料釉料的烧结温度比普通釉料的烧结温度降低了30℃,釉层性能明显得到改善,釉料良好的性能源于纳米材料较大的表面积及高的烧结活性.     

纳米Al_2O_3掺杂对AM60B镁合金表面微弧氧化膜层结构和耐蚀性的影响

为促进大面积镁合金表面耐蚀性能优良的微弧氧化膜层的工业化生产,在硅酸盐水溶液中掺杂纳米Al_2O_3颗粒对AM60B镁合金进行微弧氧化;采用扫描电镜、X射线衍射仪及盐雾试验分析了掺杂纳米Al_2O_3颗粒对氧化膜层的形成过程、形貌、成分以及耐蚀性的影响。结果表明:掺杂纳米Al_2O_3微弧氧化膜物相组成主要有MgO、MgAl_2O_4、Mg_2Si_2O_4、Al_2O_3,纳米Al_2O_3的掺杂能提高氧化膜的密度,促进薄膜生长,使表面孔隙分布更均匀,尺寸更小;掺杂纳米Al_2O_3氧化膜的耐蚀性较未掺杂氧化膜的大幅提高。