磁场对Fe3O4⁃水纳米流体传热特性的影响

对电加热器中纳米流体的传热效果进行了实验研究,采用两步法制备Fe3O4⁃水纳米流体。此外,还研究了质量分数为0.1%~2.0%的Fe3O4⁃水纳米流体在有/无磁场作用下对电加热器换热效率的影响,探讨了磁场作用下纳米流体的强化换热机理。结果表明,与基液（去离子水）相比,无磁场时质量分数为1.0%的Fe3O4⁃水纳米流体可使环境温度提升18.2%;在外磁场作用下,质量分数为1.0%的Fe3O4⁃水纳米流体可使环境温度提升35.1%。研究结果可为纳米流体在电加热器中的强化传热研究提供重要参考。     

可控纳米流体的制备及热导率研究

为了研究纳米流体的一步法制备中不同条件对纳米颗粒粒径的影响，使用醇盐水解法制备了水-SiO2纳米流体.利用激光粒度分析仪和透射电镜（TEM）对纳米颗粒粒径大小及其分布进行了测量，利用zeta 电位仪及长时间的观测,分析了系统的稳定性，利用激光闪光法, 测量不同粒径和不同浓度的纳米流体热导率的提高.结果表明，纳米SiO2颗粒可控制在50~200 nm.由醇盐水解方法制备的纳米流体稳定性好.当纳米流体的体积分数为1.3％时，平均粒径为70 nm的SiO2纳米流体的热导率比纯水提高24％，而热导率的增加对温度的提高不敏感.     

丝网热管换热性能的实验研究

为研究纳米流体工质的丝网热管的换热性能,制作了简单的丝网热管传热性能测试装置.实验采用SiO2纳米流体为工质,对在不同的充液率、浓度、热管倾角以及不同纳米颗粒粒径情况下丝网热管的热阻进行了研究.研究表明:丝网热管在充液率为60%、质量分数为1%、倾角为30°以及纳米粒径为30 nm时,换热性能处于最佳.研究结果为SiO2纳米流体工质在热管散热器中的运用提供理论依据.     

SiO_2纳米流体透射率影响因素实验研究

利用高压微射流法制备了多种SiO2纳米流体,并用分光光度计结合积分球原理测试了不同粒径、不同体积分数及不同光程下SiO2纳米流体在太阳能辐射全波段的透射率.比较实验结果发现,SiO2纳米流体的颗粒粒径,以及其体积分数的不同对纳米流体的透射率有不同程度的影响.通过定制不同厚度的样品池,测试不同光程下SiO2纳米流体的透射率.实验发现:7nmSiO2纳米流体的透射率随光程的变化仍符合朗伯-比尔定律,而40nmSiO2纳米流体由于颗粒散射加剧导致结果偏离朗伯-比尔定律.     

SiO_2纳米类流体及其复合材料的电性能研究

采用快速离子萃取法制备了SiO2纳米类流体。采用FTIR、TG、DSC、TEM及流变测试等分析手段对SiO2纳米类流体进行了系统的表征。结果发现,快速离子萃取法能够保证反应过程中离子交换完全,并能制得具有室温流动性、稳定单分散性以及较高导电性的SiO2纳米类流体。通过将SiO2纳米类流体以不同份数与聚氯乙烯(PVC)熔融共混得到了不同纳米类流体含量的SiO2纳米类流体/PVC复合材料,并对其介电性能和导电性能进行了表征。结果表明,SiO2纳米类流体具有良好的抗静电性能。     

Al-水纳米流体冲击射流流动换热特性研究

实验以Al-水纳米流体为工质对冲击射流冷却系统的综合性能进行了研究,主要研究了纳米流体与水在不同流速、不同射流条件下冲击射流的换热效率并分析了对于分散剂对射流工质影响。结果表明:对于添加了纳米流体的冲击射流冷却系统,射流换热效率得到显著提高,但对于系统的压降并没有很大的改变。对比不同的射流条件:存在一个特定的射流高度,使换热系数达到最大值;换热面的形式对冲击射流有着明显影响,内弧面换热面可以有效提高冲击射流的换热系数。     

再生骨料混凝土的制备及抗压强度的试验研究

制备了不同替代率(水∶水泥∶砂∶石=0.5∶1∶1.19∶2.21)的再生骨料混凝土并进行单轴压缩试验.分别研究再生骨料替代率(o％、25％、50％、75％和100％)、粉煤灰替代率(0％、15％、30％和45％)及纳米SiO2添加率(0％、1％、2％和3％)对其抗压强度的影响.试验结果发现:混凝土抗压强度随再生骨料替代率增加而增加.单掺粉煤灰和单掺纳米SiO2时,抗压强度均呈为先降低后增加再降低规律.粉煤灰最佳替代率30％,纳米SiO2最佳添加率2％.     

纳米颗粒弥散强化铜基复合材料的显微组织与性能

采用粉末冶金的方法,以Al2O3,SiO2,SiC和MgO等纳米颗粒为增强相,制备出4种不同颗粒的纳米复合材料,研究了各增强相对复合材料显微组织与性能的影响.结果表明:在相同的质量分数(ω)和制备工艺下,不同弥散相颗粒的弥散强化铜合金显微组织不同,铜基体上大体均匀地分布着细小的弥散相颗粒,但部分区域仍存在偏聚现象.4种复合材料的电导率相近,抗拉强度方面Cu/Al2O3与Cu/SiO2的性能要略好于Cu/SiC与Cu/MgO.     

纳米SiO2添加量对Mn-Zn铁氧体显微结构及功耗的影响

对添加纳米级SiO2和普通级CaCO3组合对Mn-Zn铁氧体功率损耗的影响进行研究,采用扫描电子显微镜对Mn-Zn铁氧体材料的显微结构、晶界以及元素分布进行观察分析。结果表明,适量的纳米SiO2（与CaCO3组合）掺杂能够改善烧结铁氧体的微观结构并显著降低功率损耗,纳米SiO2添加量应不大于0.005％(wt),并发现在不同的测试温度下,SiO2添加量有不同的最佳值。在较低温度（≤60 ℃）下,纳米SiO2的最佳添加量为0.0025％(wt)。当材料在较高温度（≥80 ℃）测试时,适宜的纳米SiO2添加量为0.005％(wt)。     

纳米SiO_2/MgO印花颜料对织物雪地伪装性能的影响

为研究现有白色无机纳米颜料对织物雪地伪装性能的影响,制备雪地伪装效果相对更好的伪装织物,实验采用涂料印花工艺制备不同种类印制织物,通过测试印制织物反射率,讨论了纳米SiO2和纳米MgO粒子作为印花颜料在单独或复合使用时对印制织物雪地伪装性能的影响,并表征了印制织物的表面形貌,测试了印制织物的白度和耐洗性能。结果表明:当纳米SiO2和纳米MgO颜料单独使用时,印制织物在紫外一定波段(250~280nm和280~320nm)的反射率值偏低,而将纳米SiO2和纳米MgO颜料按质量比2∶1复合,且复合颜料用量为12%时,印制织物的反射率高达80%以上,雪地伪装性能优于颜料单独使用时的印制织物,弥补了两种颜料单独使用时的缺陷,且白度与耐洗性能良好。     

纳米SiO2在低熔点熔盐中的分散对其比热容的影响

为提高低熔点熔盐Ca(NO3)2-KNO3-NaNO3-LiNO3的比热容,采用超声振荡法将低熔点熔盐与30 nm的SiO2纳米粒子复合制备出低熔点熔盐纳米流体,研究了纳米粒子对低熔点盐比热容的影响及制备过程中影响纳米粒子分散的关键因素：超声振荡时间和超声振荡频率.采用同步热分析仪( DSC)测量熔盐比热容;采用扫描电镜表征低熔点熔盐纳米流体的微观表面结构,观察纳米粒子分布情况.研究结果表明：分散均匀的SiO2纳米粒子可以提高低熔点盐纳米流体的比热容,纳米熔盐比热容平均值达到1.86 J/( g·K)左右,在200~350益温度范围内,比热容提高率为14%~22%,并通过实验验证了超声波分散法是制备熔盐纳米流体的一种稳定可靠的方法.     

纳米SiO2微球的尺寸调控、表面改性及应用

采用改进St?ber法,通过调节反应物的配比对纳米SiO2微球的尺寸进行调控;同时,为改善SiO2与有机体系的相容性,采用硅烷偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)对SiO2进行了表面改性.研究发现:乙醇和正硅酸乙酯的体积比显著影响SiO2的微球尺寸,乙醇用量越大,粒径越小;随着KH570用量的增加,SiO2表面羟基含量先急剧下降,后趋于稳定;含7％纳米SiO2的聚甲基丙烯酸酯(PMMA)复合凝胶电解质的电化学性能、导电性能和力学性能均明显增加.将纳米SiO2复合凝胶电解质组装为导电玻璃(ITO)‖SiO2/碳酸丙烯脂-高氯酸锂(PC-LiClO4)/PMMA‖金属-超分子聚合物‖ITO的透射式全固态电致变色器件,可在蓝紫色和黄绿色之间变色,与空白样品相比,其色差明显增大.     

纳米SiO2存在下苯乙烯原位乳液聚合

在纳米二氧化硅(SiO2)存在下,进行苯乙烯(St)原位乳液聚合,制备复合纳米级PS/SiO2微胶囊.着重研究了单体浓度、St/SiO2比、固含量、单体和引发剂的加料方式、聚合温度等因素对苯乙烯转化率和PS/SiO2微胶囊粒径的影响.结果表明,在原位乳液聚合过程中,苯乙烯可插入纳米二氧化硅团聚体的缝隙,随着聚合反应的进行使之崩裂和剥离,并使团聚的纳米二氧化硅重新分散到纳米尺度.St/SiO2比是影响复合微胶囊粒径的主要因素;随着聚合反应的进行,剥离程度加深,复合微胶囊的粒径逐渐减小.     

冷喷涂加热器数值模拟

为了缩短冷喷涂设备的研发周期和降低设计的复杂性,采用数值模拟技术分析冷喷涂加热过程中空气的换热特性.通过计算流体力学(CFD)软件Star-CCM+,分析了输入功率、加热器电阻元件结构和气体流量等因素对气体出口温度的影响.结果表明:管内气体的速度不会发生较大的变化,整个加热器可以达到一个稳定的温度场分布,加热管的温度和气体最高温度间存在较大的温度差.合适的结构设计可提升换热效率、降低气体和螺旋管间的温度差、提高加热器的工作温度.将螺旋管的中心距增大,可以提升气体的湍流度,提升换热效率;螺旋管间距缩小才能增加出口的温度.螺旋管的直径为8～12 mm时为宜,过大过小都会导致换热效率降低.     

铜-水基纳米流体环路热管太阳能热水系统的实验研究

采用"二步法"制备了铜-水基纳米流体,并对纳米流体进行了透射电镜分析。对不同质量浓度下(0.1%、0.15%、0.2%)铜-水基纳米流体的环路热管太阳能热水系统进行了实验研究,分析了环路热管太阳能热水系统中的水箱水温变化、瞬时光热效率,并与去离子水系统进行了对比分析。实验结果表明,纳米铜颗粒的加入增加了液体的导热系数,铜-水基纳米流体更适合作为太阳能重力环路热管热水系统的相变传热工质,且存在一个最佳的纳米流体工质质量浓度(最佳质量浓度为0.15%),可使得环路热管热水系统的传热性能最佳。     

TiO2/SiO2复合气凝胶的制备与传热特性

针对SiO2气凝胶红外遮光性能差的问题,以纳米二氧化钛作为掺杂剂,以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶工艺和非超临界干燥方法制备了不同TiO2掺杂量的纳米孔改性SiO2气凝胶复合材料,研究了pH值和乙醇含量对凝胶时间的影响,并采用SEM、TEM和BET方法分别对凝胶的表面形貌和孔结构进行了分析表征.结果表明,当pH为6时,乙醇/TEOS为8∶1(摩尔比)时,可得到掺杂均匀、完整的TiO2/SiO2凝胶;热处理后的复合气凝胶具有网状纳米孔结构;当掺杂量小于5％时,干凝胶平均孔径为20～50 nm,比表面积均大于1 000 m2/g.通过红外透过率及消光性能比较,TiO2掺杂SiO2干凝胶复合材料的红外光屏蔽功能较纯SiO2气凝胶提高了50％.     

光热转换系统中强化结构对纳米流体自然对流换热的影响

为了改善光热转换系统中换热介质的自然对流,文中研究了两种微凸起结构(三角形和矩形)、两种温差(ΔT=1 K,ΔT=10 K)、两种纳米流体(CuO/Cu-H2 O纳米流体和CuO-H2 O纳米流体)和不同纳米流体体积分数(φ=0.01、0.03和0.05)对光热转换系统中工质自然对流换热特性的影响.研究发现,CuO-H...     

基于PHOENICS原油电加热器数值模拟研究

分析了目前工业电加热器设计的方法,指出了该方法以经验为主,缺少必要的理论支撑,同时也无法考虑其内部结构对换热的影响.借助于数值模拟软件PHOENICS对电加热器三维模型进行了数值求解,分析了有无折流板和折流板不同间距的情况下的模拟结果,结果与工程实际吻合较好,从而证明该方法的可行性.对于准确地预测流体在电加热器内的流动、传热特性对设计可靠的电加热器以及评价和改造现有的电加热器性能等方面的研究提供了一条捷径.     

纳米氧化硅的制备及其对Cu2+的吸附行为

采用正硅酸乙酯水解法,根据溶胶-凝胶的原理,制备了纳米氧化硅;并用BET、TEM等方法表征其比表面积,粒径大小及形貌;用电位滴定的方法研究了SiO2的表面酸碱性质;用分光光度法测定出不同条件(包括pH值、SiO2的用量等)下SiO2对Cu2+的吸附百分率.研究结果表明纳米氧化硅对H+有很强的吸附能力,在pH为3～5范围内,SiO2对Cu2+的吸附百分率随着pH值的不同有明显改变,在pH为4.5,浓度大于10 g/L时,SiO2 对Cu2+的吸附率达到最佳状态.     

电场对微通道中纳米流体传热的影响

纳米流体是微通道热沉中常见的传热介质,在纳米流体中利用电泳效应可以有效提高传热效率。针对Al₂O₃-H₂O纳米流体,数值模拟电场分布、电场方向对微通道中纳米流体传热的影响。研究发现：在电场作用区域内,由于电泳力诱导了纳米流体的混沌对流,提高了传热效率;随着匀强电场数的增多,微通道内的强化传热效果增强;相邻2个匀强电场之间的距离越大,强化传热能力越强。