碳納米管納米流體傳熱特性實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、碳納米管(CNTs)納米流體是指按一定的方式及比例，將CNTs分散到不同基液里制備的一類在一定時間內(nèi)能穩(wěn)定分散的新型傳熱工質(zhì)。由于CNTs優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，CNTs納米流體在諸多領(lǐng)域，如能源、電力、化工等，應(yīng)用前景廣闊。本文從CNTs納米流體的制備、穩(wěn)定性、分散性、熱物性（熱導(dǎo)率和粘度）以及管內(nèi)對流換熱等幾個方面，研究了CNTs納米流體強(qiáng)化傳熱特性，為其研究和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
　　通過添加表面活性劑阿拉伯膠(GA)，采用兩步法制備不

2、同質(zhì)量濃度CNTs/水、CNTs/乙二醇水溶液、CNTs/溴化鋰水溶液、Fe3O4-CNTs/水磁性納米流體，得到了分散良好且能穩(wěn)定存在的CNTs納米流體。同時分析了CNTs納米流體的分散穩(wěn)定機(jī)理，研究發(fā)現(xiàn)，其不但與CNTs的質(zhì)量濃度、基液的性質(zhì)有關(guān)，還與表面活性劑阿拉伯膠的用量有密切的關(guān)系。
　　測量了不同質(zhì)量濃度的CNTs/水、CNTs/乙二醇水溶液、CNTs/溴化鋰水溶液納米流體的熱導(dǎo)率及其粘度。結(jié)果表明，CNTs的加入改善

3、了不同基液的熱導(dǎo)率但對粘度的影響并不相同，其中在CNTs（管徑10-20nm、管長＞5μm）長徑比最大時，不同基液的CNTs納米流體的熱導(dǎo)率均提高了8％以上。CNTs的長徑比、直線度、質(zhì)量濃度、不同基液的性質(zhì)都是影響其熱物性的因素。并從布朗運(yùn)動、熱輻射、顆粒的分散性等方面，分析了CNTs增強(qiáng)納米流體導(dǎo)熱性能的機(jī)理。
　　將Fe3O4包覆在CNTs上，添加表面活性劑阿拉伯膠制備出在強(qiáng)磁場中能夠穩(wěn)定存在的磁性納米流體，研究在強(qiáng)磁場下基

4、液熱導(dǎo)率隨質(zhì)量濃度、作用時間及磁場方向的變化規(guī)律。結(jié)果表明，隨磁場強(qiáng)度的增加，F(xiàn)e3O4-CNTs顆粒成鏈和CNTs定向?qū)e3O4-CNTs磁流體熱導(dǎo)率增加先后起主導(dǎo)作用，在200mT時，F(xiàn)e3O4-CNTs質(zhì)量濃度為0.4g/L的磁流體熱導(dǎo)率增大了9.73％;由于CNTs的各向異性，在一定磁場方向下，F(xiàn)e3O4-CNTs形成的導(dǎo)熱網(wǎng)鏈?zhǔn)勾判约{米流體熱導(dǎo)率顯著增加;Fe3O4包覆在CNTs上由于CNTs具有較大的長徑比，能夠有效的降低