Efficiency and effectiveness enhancement of an intercooler of two‐stage air compressor by low‐cost Al2O3/water nanofluids

The present study was aimed to utilize low‐cost alumina (Al₂O₃) nanoparticles for improving the heat transfer behavior in an intercooler of two‐stage air compressor. Experimental investigation was carried out with three different volume concentrations of 0.5%, 0.75%, and 1.0% Al₂O₃/water nanofluids to assess the performance of the intercooler, that is, counterflow heat exchanger at different loads. Thermal properties such as thermal conductivity and overall heat transfer coefficient of nanofluid increased substantially with increasing concentration of Al₂O₃ nanoparticles. Specific heat capacity of nanofluids were lower than base water. The intercooler performance parameters such as effectiveness and efficiency improved appreciably with the employment of nanofluid. The efficiency increased by about 6.1% with maximum concentration of nanofluid, that is, 1% at 3‐bar compressor load. It is concluded from the study that high concentration of Al₂O₃ nanoparticles dispersion in water would offer better heat transfer performance of the intercooler.     

纳米材料在提高采收率中的研究进展?

近年来，纳米材料因其有吸引力的物化特性已在生物医药、电子储能、保护涂层等领域发挥重要作用。随着石油资源的需求不断增加和开采难度提高，石油勘探和提高石油采收率技术需要不断创新，以满足未来对碳氢燃料的需求。将功能化的纳米材料与提高采收率技术结合，可以改善驱替剂的流变性能，改变储层岩石的润湿性、降低油水界面张力、提高原油的流动性等，进一步提高原油采收率，为油田的有效、可持续开发提供新的技术手段。本文首先综述了当前在提高采收率领域中的应用较多的几类纳米材料；之后，对纳米材料在提高采收率中的作用机理做了总结；最后，讨论了纳米材料在提高采收率技术中存在的问题，并对其发展趋势进行了展望。     

氧化铝纳米流体在车用热交换器中的试验研究

研究纳米流体在车用热交换器中的强化传热效果,测试不同纳米粒子体积分数的氧化铝纳米流体在板翅式机油冷却器中的传热和流动特性,并与水、防冻液（乙二醇）及纳米流体基础液体进行对比.试验结果表明,在同一热交换器中,纳米流体的传热系数明显高于其他3种液体.当冷、热侧介质温度为90和120 ℃时,纳米粒子体积分数为5%的纳米流体的传热系数分别比水、乙二醇和基础液体提高6.52%、18.88%和24.62%;当冷、热侧介质温度为120和135 ℃时,体积分数为5%的纳米流体的传热系数比体积分数为1%的纳米流体提高104.72%.在试验条件下,热交换器的换热量随纳米粒子体积分数的增大而增大,但流动阻力并未明显增加,初步证明了纳米流体应用于车用热交换器的可行性.     

表面活性剂对Cu-H_2O和ZrO_2-H_2O纳米流体稳定性的影响

通过添加表面活性剂制备了Cu-H2O和Zr O2-H2O纳米流体,研究了十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵和辛基苯基聚氧乙烯醚等表面活性剂对Cu-H2O和Zr O2-H2O纳米流体分散稳定性的影响;并利用分子动力学方法计算出不同表面活性剂分子与Cu/Zr O2颗粒表面的相互作用能。结果发现添加表面活性剂可较大程度地提升纳米流体的稳定性,而尤以添加十二烷基苯磺酸钠的效果最为明显,计算结果也显示十二烷基苯磺酸钠分子与Cu/Zr O2间的吸附作用最强。此外,还模拟了SDBS与Cu-H2O纳米流体中Cu颗粒的吸附行为。     

纳米流体制备的研究进展

综述了纳米流体制备的一些研究成果,总结了目前主要的纳米流体制备方法,分析了制备纳米流体过程中的影响因素,认为超声分散并辅之以分散剂的混合制备法是实验研究中较为实用可行的方法;pH值、分散剂类型及用量是影响纳米流体分散稳定性的主要因素.展望了纳米流体制备方法的发展方向及超声分散法所要综合考虑的因素.     

纳米TiO2流体表面改性及对真空闪蒸制冰的影响

利用电镜扫描法、紫外分光光度法及烘干称重法对纳米TiO₂流体的分散稳定性进行了综合评价,研究了表面活性剂种类及浓度对其分散稳定性的影响。将纳米TiO₂流体引入真空闪蒸制取冰浆系统,研究了纳米TiO₂浓度、表面活性剂浓度及对吸附作用下纳米TiO₂流体真空闪蒸制冰的影响。结果表明,表面活性剂类型对纳米TiO₂流体分散稳定性的影响很大,复合型的分散稳定性最佳,其次是阴离子型;纳米粒子及表面活性剂可以增强真空下纳米TiO₂流体的成核效果,增大含冰率,降低过冷度;表面活性剂浓度是影响真空闪蒸制冰系统压力及闪蒸率的重要因素,系统压力及闪蒸率均随着表面活性剂浓度的增大而增大;另外,确定了在吸附作用下真空闪蒸制冰系统中使用纳米TiO₂流体的最佳条件。在最佳条件下,含冰率为18.35%,过冷度为0.51℃,热导率为0.920W/(m·K),对比蒸馏水有较大改善。吸附作用下真空闪蒸制冰可行性较高,制取冰浆效果优良。     

纳米流体强化内燃机冷却系统流动的基础研究

利用高导热率、传热性能好的传热工质(纳米流体)替代传统冷却介质应用于内燃机冷却系统中,通过纳米流体流动特性的基础研究,为其在内燃机冷却系统中的应用提供理论基础支持.因此,利用试验方法对纳米流体在波壁管内的流动进行可视化研究,以期对纳米流体的流动机理进行详细的探讨,从而推动纳米流体在内燃机冷却系统中的应用.研究发现:纳米流体的黏度增加值不大,且随着温度的升高,增加值降低;而相同入口速度状态下,纳米流体在波壁管内的流动比纯水更为活跃,漩涡数量增多,质量传递特性增强,且随纳米颗粒浓度的增加,流动湍流效应增大.通过分子动力学方法发现纳米颗粒在纳米流体流动过程中存在强烈的旋转作用,从而出现微湍流流动效应,进一步强化了纳米流体的湍流流动效果.     

Heat transfer and fluid flow of nanofluids in laminar radial flow cooling systems

Nanofluids are considered as interesting alternatives to conventional coolants. It is well known that traditional fluids have limited heat transfer capabilities when compared to common metals. It is therefore quite conceivable that a small amount of extremely fine metallic particles placed in suspension in traditional fluids will considerably increase their heat transfer performances. A numerical investigation into the heat transfer enhancement capabilities of coolants with suspended metallic nanoparticles inside a radial, laminar flow cooling configuration is presented. Temperature dependant nanofluid properties are evaluated from experimental data available in recent literature. Results indicate that considerable heat transfer increases are possible with the use of relatively small volume fractions of nanoparticles. Generally, however, these are accompanied by considerable increases in wall shear-stress. Results also show that predictions obtained with temperature variable nanofluid properties yield greater heat transfer capabilities and lower wall shear stresses when compared to predictions using constant properties.     

低共熔溶剂在储能与传热方面的研究进展

低共熔溶剂（deep eutectic solvents,DESs）通常是由一定化学计量比的氢键受体和氢键给体以氢键缔合的形式组成。因其具有低成本、无毒、饱和蒸气压低、热稳定性好、导电性好等优点,现已在有机合成、材料化学、电化学、生物质降解、催化等多个领域得到广泛应用。近年来,随着现代社会对高效能量存储和换热方面需求不断增加,低共熔溶剂在储能与传热等领域的应用受到研究人员的广泛关注。从“储与传”的角度详细综述了近年来低共熔溶剂在储能与传热方面的研究进展,从不同能量传递形式的角度出发主要分为以下两个部分：作为低共熔相变储能材料满足对潜热、相变温度及稳定性等方面的要求;作为传热工质满足对高效传热的需求。     

纳米粒子掺杂太阳盐复合材料热物性研究

在聚光式太阳能系统中,熔盐被视为良好的储热材料,具有成本低、使用安全、低饱和蒸汽压等特点。合理改善其热物性可实现太阳能高效利用,掺杂纳米颗粒可提高熔盐的储热及传热性能。在之前工作中,采用高温静态熔融法将纳米氧化铝（Nano alumina,NA2）掺杂于太阳盐（SS,质量分数为60%的硝酸钠与质量分数为40%的硝酸钾的混合物）中,获得了具有较高比热容的纳米流体（NA2-SS,N2S）。在此基础上,采用相同方法将纳米石墨粉（GP）和NA2同时掺杂于SS中（NA2-GP-SS,N2GS）,利用差式扫描量热法和瞬态平面热源法对体系比热和导热进行测试。结果表明,优化样品为N2GS-4,比热容与原样SS相比提升21.79%,导热提升20.69%,在高温状态下具有较好的热稳定性。N2GS-4作为一种硝酸盐基纳米复合蓄热材料在热能存储系统中具有广阔的应用前景。