納米流體導(dǎo)熱及輻射特性研究.pdf

1、納米流體是指將納米級(jí)(10-9 m)的金屬或非金屬顆粒按一定比例加入到液體中形成的特殊懸浮液。由于納米顆粒具有常規(guī)微細(xì)顆粒不具備的特殊理化效應(yīng)，如表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)等，使納米流體具有導(dǎo)熱系數(shù)高.對(duì)設(shè)備磨損小等優(yōu)點(diǎn)，可作為良好的傳熱工質(zhì)。
　　 納米流體的制備按步驟可分為：一步法和兩步法。一步法制備的納米流體分散性和穩(wěn)定性較好，但兩步法在納米流體的工業(yè)化制備上具有明顯的工藝和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。為研究納米流體導(dǎo)熱和輻射

2、等特性，本文利用高壓微射流法(兩步法)制備了多種納米流體，并通過Zeta電位和分散率的測(cè)量分析了流體的穩(wěn)定性。
　　 本文利用烏氏粘度計(jì)測(cè)量了不同納米流體的粘度，研究了納米顆粒種類、形狀、粒徑、體積濃度及流體溫度對(duì)粘度的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：相同體積濃度的納米流體，顆粒長(zhǎng)徑比的增大和粒徑的減小都會(huì)增加流體的粘度；流體粘度隨體積濃度的增大而線性增長(zhǎng)，隨流體溫度的增加而降低，變化趨勢(shì)與基液相似。
　　 本文搭建了單瞬態(tài)熱線法試

3、驗(yàn)臺(tái)，用蒸發(fā)法真空鍍膜技術(shù)及透明聚氨酯絕緣噴漆對(duì)鉑絲表面進(jìn)行了絕緣處理，使該試驗(yàn)臺(tái)能滿足pH值為1～11的納米流體導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)試要求。首先用乙二醇和去離子水對(duì)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了校正，表明該試驗(yàn)臺(tái)具有較高的精度，可將誤差控制在±2％。通過測(cè)試不同工況下納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)，研究了納米顆粒種類、形狀、粒徑、體積濃度、流體溫度對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的影響。實(shí)驗(yàn)表明：納米顆粒自身導(dǎo)熱系數(shù)越高，相同條件下其對(duì)應(yīng)的納米流體導(dǎo)熱系數(shù)亦越大；相同體積濃度下，粒徑越小，導(dǎo)熱

4、系數(shù)越大；導(dǎo)熱系數(shù)隨體積濃度增大而增大，隨溫度升高而升高。在導(dǎo)熱系數(shù)計(jì)算模型研究上，由于目前的預(yù)測(cè)模型一般只考慮了部分影響因素或建立在特定對(duì)象體系上，使其計(jì)算值均低于實(shí)驗(yàn)值，具有一定的局限性。本文利用有效體積濃度對(duì)團(tuán)聚的影響進(jìn)行表征，然后將該參數(shù)應(yīng)用到導(dǎo)熱系數(shù)的H-C計(jì)算模型中建立基于粘度(流變特性)的導(dǎo)熱系數(shù)預(yù)測(cè)模型，結(jié)果表明縮小了模型計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值的偏差。
　　 納米流體在宏觀上表現(xiàn)出顯著的輻射特性。本文利用分光光度計(jì)結(jié)合積

5、分球原理測(cè)試了不同粒徑、不同體積濃度及不同光程下SiO2/H2O納米流體在太陽能輻射全波段的透射率。結(jié)果表明：顆粒粒徑、體積濃度對(duì)納米流體的透射率有不同程度的影響；當(dāng)顆粒粒徑小于20 nm時(shí)，SiO2/H2O納米流體的透射率隨光程的變化規(guī)律符合朗伯-比爾定律，當(dāng)粒徑大于20nm時(shí)，由于顆粒散射作用增強(qiáng)，消光系數(shù)受到光程和波長(zhǎng)的共同影響。
　　 納米流體的特性不僅與納米顆粒特性及流體溫度有關(guān)，同時(shí)調(diào)節(jié)流體pH值會(huì)改變納米顆粒的雙電