纳米流体稳定性及其导热性能研究

为了探究影响纳米流体稳定性和导热系数的因素,采用一步法和两步法分别制备了SiO_2-EG/DW(50∶50)纳米流体和SiO_2-EG纳米流体,探讨团聚体等效直径对纳米流体稳定性的影响。基于瞬态热线法的原理,测量一步法纳米流体的导热系数,分析温度和纳米颗粒质量分数对其导热系数的影响。结果表明:相比一步法制备的纳米流体,两步法纳米流体内团聚体的沉降速度增加了10~3倍,团聚体等效直径对纳米流体稳定性具有关键性的影响。纳米流体导热系数与温度和纳米颗粒质量分数呈线性正相关,纳米流体质量分数为15%时,80℃的样品导热系数相比40℃时提高了5.2%;60℃时,质量分数6%的纳米流体导热系数相比基液提高了6.4%;质量分数增加到15%时,导热系数相比基液提高了15.8%。     

CuO-ZnO混合纳米流体导热系数影响分析

采用"两步法"制备了质量分数分别为1.0%,2.0%,3.0%,5.0%的CuO-ZnO混合纳米流体,制备过程中不添加分散剂。混合纳米流体选用乙二醇与去离子水作为基液,二者质量比(φv=EG:DW)分别为20:80,40:60,50:50,60:40和80:20,CuO与ZnO的质量比为温度范围从25℃到60℃,研究了不同比例基液、温度和质量分数对纳米流体导热系数的影响。结果表明:导热系数随混合纳米流体质量分数和温度的升高而增大。在温度为60℃时,质量分数为5.0%,基液比例φv为20:80的混合纳米流体导热系数增幅最大为26.1%。混合纳米流体的导热系数随乙二醇比例的增加而降低。实验还发现混合纳米流体导热系数与基液比例呈线性关系。     

石墨烯量子点GQDs纳米流体导热系数模型

综合考虑布朗运动、纳米液膜层、粒子簇、微尺寸效应等多种因素的影响,建立了石墨烯量子点(graphene quantum dot, GQDs)强化基液导热系数计算模型,使用Hot Disk热常数分析仪测量去离子水质量分数分别为0.002%、0.004%、0.006%、0.008%、0.010%的GQDs纳米流体的热导率进行验证,并且用预测模型对更高温度和更高质量分数GQDs纳米流体的导热系数进行了预测。研究表明：模型预测误差不超过2.5%,准确度较高,可以很好地预测不同质量分数GQDs纳米流体在不同温度下的导热系数;GQDs纳米流体由于布朗运动引起的类似对流换热的作用提升了导热系数;而GQDs的添加比例并非越大越好,添加比例过高反而会产生沉降效果,抑制导热系数的提升。     

建立余热回收中纳米工质的导热系数预测模型

采用两步法制备质量分数为1%的Cu/Al2O3-H2O/EG混合纳米流体。首先,研究其导热系数随温度和基液混合比的变化情况。然后,根据多项式回归理论建立Cu/Al2O3-H2O/EG混合纳米流体的导热系数预测模型。实验结果表明,纳米流体的稳定性随乙二醇含量的增大而增强,由于不同种类粒子间的分子吸附力不同,导致相同种类粒子容易结合形成团聚体,而Cu粒子与Al2O3粒子的团聚体则较少。导热系数随着温度的升高非线性升高,随基液中水含量的增大而下降。根据实验数据,拟合了导热系数与温度及基液混合比的多项式预测模型,回归系数R2达0. 998,精度较高可以很好地预测Cu/Al2O3-H2O/EG混合纳米流体的导热系数。该模型可以指导工程应用。     

纳米流体导热系数的影响因素分析

采用"两步法"制备质量分数为0.5%、1.0%、2.0%和4.0%的Cu-乙二醇纳米流体,添加了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和十二烷基苯磺酸钠(SDS)作为表明活性剂。利用Hot Disk 2500s热常数分析仪测试Cu-乙二醇纳米流体导热系数,在分析温度和颗粒浓度对其导热系数的影响基础上,重点研究了两种不同表面活性剂及添加量对纳米流体导热系数的影响。结果表明:Cu-乙二醇纳米流体的导热系数随质量分数的增大而增大,随温度的升高而增大。添加了PVP的纳米流体导热系数随PVP的添加量增加呈先增加后减小的趋势,但添加了SDS的纳米流体的导热系数小于无表明活性剂时纳米流体导热系数。适当的纳米颗粒浓度与PVP表面活性剂浓度比例,对提高Cu-乙二醇纳米流体的导热系数有帮助。     

纳米流体强化传热研究分析

文中综述了目前国内外对于纳米流体强化传热技术的研究情况,分析了纳米流体的强化传热机理及添加纳米粒子后对液体的物性参数--粘度、比热、密度、流体流动的影响;说明了石墨/水纳米流体及Fe3O4/水纳米流体导热系数和对流换热系数测量实验的原理及结果,并对结果进行了分析,实验结果表明纳米流体强化了传热.     

磁性纳米流体Fe3O4-H2O对流换热特性研究

建立磁性纳米流体Fe3O4-H2O对流换热特性实验系统,研究有无外磁场、磁场强度、磁场方向,纳米粒子质量分数、轴向比等因素对磁性纳米流体对流换热系数的影响。实验结果表明:对流换热系数随磁场强度的增加而增大;当磁场方向与流体运动方向一致时,外磁场强化了对流换热过程;外磁场对低流速流体的对流换热过程影响比对高流速更为显著;外磁场作用于流体入口段时对流换热系数得到明显提高;质量分数范围α=0.6%~0.8%的Fe3O4-H2O纳米流体可有效强化其对流换热性能。     

新型传热工质纳米流体的研究与应用

介绍了一种在强化传热领域具有广阔应用前景的新型传热（冷却）工质——纳米流体,分析了纳米流体的导热机理、导热性能以及影响其导热系数的各种因素,阐述了纳米流体对流换热性能的研究、纳米流体的制备及其稳定性和应用前景。     

十四烷纳米流体导热系数影响因素探究

十四烷是工业中最常用的液态烷烃之一,常被用于有机溶剂，有重要的应用价值。相比于纯烷烃，烷烃基纳米流体具有许多 优异的性质，特别是导热系数的增强。本文采用实验与理论模型对比的方法，对一些影响十四烷基纳米流体导热系数的因素进行研究，包括纳米颗粒种类、浓度、温度以及稳定性。结果表明，本文中纳米流体的有效导热系数随纳米颗粒体积分数的增加而增加，随温度的升高而下降；在各种纳米颗粒中，碳纳米管对导热的增强最为显著，且碳纳米管流体具有最好稳定性。     

低体积分数水基SiO2纳米流体沸腾换热关键物性参数研究

在不添加任何分散剂和改变pH值的情况下,通过两步法将比表面积为150 m~2/g的气相SiO_2纳米颗粒制备成均匀稳定、透明度高、分散性能好的纳米流体。并对该功能性纳米流体进行了导热系数、黏度、表面张力和壁面接触角的测量。低体积分数下,功能性纳米流体较基液的导热系数几乎没有变化,但黏度却有较大改变。传统固液两相混合物黏度模型不再适用功能性纳米流体的计算,其主要原因是传统公式低估了分子间作用力对纳米流体黏度的影响。因此,建立了功能性纳米流体的黏度经验公式。由于纳米颗粒的存在提高了沸腾表面的粗糙度,从而使纳米流体的壁面湿润性能大大提高。实验结果表明,纳米流体的黏性和壁面接触角是沸腾换热发生骤变的关键。