納米流體的熱物理特性研究.pdf

1、納米流體是指將金屬或非金屬納米粒子添加到水、醇、油等傳統(tǒng)換熱介質(zhì)中，制備成的均勻、穩(wěn)定、高導熱的新型換熱工質(zhì)。目前研究表明納米流體由于其高導熱系數(shù)及流體中納米粒子的特殊性質(zhì)，顯示了納米流體在強化換熱領域的廣闊應用前景。 但是，在對納米流體研究方面還存在著一些問題：1、不同研究人員的試驗結(jié)果缺乏一致性，這說明存在一些潛在的因素影響著納米流體的特性；2、如何高效制備分散穩(wěn)定性好的納米流體。 本文較為詳細地研究了納米流體的熱物

2、理特性，對納米懸浮液的制備進行了探索性研究，找到了一種新的制備具有高穩(wěn)定性能的納米懸浮液的方法，在此基礎上，對其粘度和導熱系數(shù)進行了實驗和理論研究，同時設計了研究納米流體圓管內(nèi)強制對流換熱特性的實驗方案。主要工作內(nèi)容如下： 1 用化學一步法和高壓微射流納米分散儀制備納米懸浮液，通過激光粒度分析儀和電子 顯微鏡(TEM)對其進行粒度表征，同時測定了懸浮液的zeta電位，對其進行穩(wěn)定性 分析。實驗表明，兩種方法制備得到

3、的納米流體都具有很好的分散和穩(wěn)定性能。 2 對納米懸浮液的粘度進行實驗研究，結(jié)果表明，納米流體中粒子的尺寸是影響體系粘度的重要因素之一，建立了修正的實驗關聯(lián)式，與實驗值吻合。 3 概述了當前納米流體導熱系數(shù)的測量方法，實驗NNT納米流體的導熱系數(shù)，對納米流體導熱系數(shù)提高進行了機理分析，并建立了理論模型，模型計算結(jié)果與實驗較為吻合。利用該模型分析了納米粒子體積濃度、顆粒平均粒徑、基液導熱系數(shù)，顆粒導熱系數(shù)，液膜層厚度等

4、對納米流體導熱系數(shù)的影響。 4 建立了用于測量圓管內(nèi)對流換熱系數(shù)的實驗系統(tǒng)，實驗測量了兩種不同粒子尺寸的 SiO2-水納米流體和Al<,2>O<,3>-水納米流體在不同體積分數(shù)下的對流換熱系數(shù)。實驗結(jié)果表明，在同Re條件下，兩種流體的對流換熱系數(shù)均隨著顆粒濃度的增大而增大，并且粒子尺寸越小，增大幅度越大。 但是，在比較相同流速下SiO2-水納米流體與水的對流換熱系數(shù)時卻觀察到了對流換熱降低的現(xiàn)象。粘度過分增大是導