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《南京理工大学》 2002年
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纳米流体制备方法与输运参数的研究

李强  
【摘要】: 随着对热交换设备换热表面强化传热技术研究的深入,换热工质的传热性能已成为影响热交换设备高效紧凑性能的一个主要因素,低导热系数的换热工质已成为研究新一代高效冷却技术的主要障碍。 提高液体导热系数的一种有效方式是在液体中添加金属、非金属或聚合物固体粒子。迄今为止,在液体中添加的粒子都局限于毫米或微米级,由于这些毫米或微米级粒子在实际应用中容易引起磨损、堵塞等不良结果,而大大限制了其在工业实际中的应用。 纳米材料科学的迅速发展给强化传热领域带来了新的机遇,有学者提出了一个崭新的概念—纳米流体:即以一定的方式和比例在液体中添加纳米级金属或非金属氧化物粒子,形成一类新的传热冷却工质。在液体中添加纳米粒子,可以显著增加液体的导热系数,提高热交换系统的传热性能,而且由于纳米粒子的小尺寸效应,其行为接近于液体分子,不会象毫米或微米级粒子易产生磨损或堵塞等不良结果。与在液体中添加毫米或微米级粒子强化传热相比,纳米流体更适于实际应用。 本文围绕纳米流体制备技术与纳米流体输运参数测量两方面内容,研究纳米流体制备方法,实验测定纳米流体输运参数,研究纳米流体的强化传热机理。 纳米流体的制备是应用纳米粒子以增强液体工质传热性能的关键一步。本文通过将纳米粒子与液体直接混合,综合采用添加分散剂及超声振动的方法制备了几种纳米流体。与其它方法相比,此方法较适合于实际运用。TEM照片显示了用这种方法制备的纳米流体具有较高的悬浮稳定性;分析了纳米粒子的属性、尺寸、液体种类及分散剂的性质和浓度等因素对纳米流体悬浮稳定性的影响。 研制了一套瞬态热线实验系统,测定了几种纳米流体的导热系数,分析了纳米粒子属性、份额、形状、尺度及纳米流体温度等因素对纳米流体导热系数的影响,探讨纳米流体强化导热系数的机理。 采用NXE-1型粘度计测量了纳米流体的粘度,分析了纳米粒子的体积份额、 属性、尺度及纳米流体悬浮稳定性对纳米流体粘度的影响。 研究表明在液体中添加纳米粒子,显著增加了液体的导热系数,显示了纳 米流体在强化传热领域具有广阔的应用前景。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TB383

【引证文献】
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1 姚正平;基于格子Boltzmann方法的纳米流体流动与能量传递机理研究[D];南京理工大学;2003年
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3 倪杨;纳米强化传热导热油的制备研究[D];南京理工大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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【共引文献】
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2 任成军,李大成,钟本和,周大利,刘恒,龚家竹;影响TiO_2光催化活性的因素及提高其活性的措施[J];四川有色金属;2004年04期
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10 郭冬勇,赵德国;纳米材料的现行测量技术[J];安徽教育学院学报;2002年06期
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4 王金相;周楠;赵铮;王小绪;杭逸夫;;爆炸载荷下纳米晶铜晶粒度分布及影响因素研究[A];第六届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2010年
5 李春霞;李立平;酒金婷;王柏华;;纳米粒子的表面改性研究进展[A];第二届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2002年
6 李星国;;纳米材料研究及其应用[A];第三届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2003年
7 张永文;陈英;;含纳米ZnO抗紫外整理剂的制备及性能研究[A];第四届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2004年
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9 王东;路建军;齐宏进;;防水透湿织物上碳氟膜的纳米结构及均匀性的初步研究[A];第六届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2006年
10 高惠;杨俊玲;;纳米SiO_2的制备方法及应用[A];第八届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谭淑媛;几种稀土发光材料的合成及发光性质的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王德广;金属粉末高致密化成形及其数值模拟研究[D];合肥工业大学;2010年
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4 周红洋;硫属化合物纳米材料的可控性合成与表征[D];中国科学技术大学;2010年
5 杜海军;石墨烯和荧光碳纳米颗粒的制备及其电化学特性的研究[D];华南理工大学;2010年
6 张贵军;聚丙烯酸酯/纳米氧化锡锑复合乳液的制备、表征及其在透明隔热涂料中的应用研究[D];华南理工大学;2010年
7 王文涛;天然橡胶/蒙脱土纳米复合材料的阻隔性及相关性能研究[D];华南理工大学;2010年
8 于晓慧;金属掺杂TiO_2和ZnO的第一性原理研究[D];江苏大学;2010年
9 赵佳飞;纳米流体辐射特性机理研究及其在太阳能电热联用系统中的应用研究[D];浙江大学;2009年
10 张邵波;纳米流体强化传热的实验和数值模拟研究[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张旭;纳米CeO_2-TiO_2复合介孔材料的制备及性能[D];河北大学;2009年
2 李艳冰;二元稀土氟化物的控制合成及光学性能研究[D];安徽工程大学;2010年
3 齐天骄;铟锡氧化物纳米微粒表面修饰研究及其悬浮液的制备[D];中国工程物理研究院;2010年
4 王青尧;锑基纳米材料的水热法制备及表征[D];山东科技大学;2010年
5 田维亮;线切割废砂浆制备白炭黑及改性研究[D];山东科技大学;2010年
6 尹永琦;多端耦合量子点体系量子输运特性的研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
7 谭鑫鑫;稀土离子掺杂纳米晶ZrO_2-Al_2O_3复合粉体的制备及发光性质的研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
8 甘自保;贵金属及其合金/碳纳米管复合材料的制备与表征[D];哈尔滨师范大学;2010年
9 赵紫军;(MCM-41)-La_2O_3纳米复合材料的制备、表征及光学性质研究[D];长春理工大学;2010年
10 薛江;一维纳米材料的静电纺丝法制备、表征及性能研究[D];长春理工大学;2010年
【同被引文献】
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3 王文芳,吴玉程,郑玉春,王学伦,陈加取;纳米SiO_2/Cu复合镀层的制备和组织性能研究[J];材料保护;2004年02期
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5 陈国清,张凯锋,王国峰,张蕾;纳米Al_2O_3/ZrO_2复合粉体的制备及表征[J];材料科学与工艺;2004年01期
6 汤枫秋,黄校先,张玉峰,郭景坤;纳米氧化锆粉体流变性能的研究[J];材料科学与工程;1999年01期
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9 杨华,黄可龙,刘素琴,李卫;水热法制备的Fe_3O_4磁流体[J];磁性材料及器件;2003年02期
10 张茂润,陶昭才,李广学;硅油基Fe_3O_4磁流体的制备与性能[J];磁性材料及器件;2003年06期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 李强;纳米流体强化传热机理研究[D];南京理工大学;2004年
2 宋贤良;利用淀粉原位凝固胶态成型高性能陶瓷的研究[D];华南理工大学;2003年
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1 胡卫峰;纳米流体结构与能量输运机理研究[D];南京理工大学;2002年
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3 姚正平;基于格子Boltzmann方法的纳米流体流动与能量传递机理研究[D];南京理工大学;2003年
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8 梁中丽;纳米流体强化传热实验研究[D];青岛科技大学;2005年
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【二级引证文献】
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1 李艳娇;赵凯;罗志峰;周敬恩;;纳米流体的研究进展[J];材料导报;2008年11期
2 白晨光;黄润;邱贵宝;于要伟;潘成;毛磊;;高钛型高炉渣流变特性模拟实验[J];重庆大学学报;2011年03期
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10 彭小飞;俞小莉;夏立峰;钟勋;;低浓度纳米流体粘度变化规律试验[J];农业机械学报;2007年04期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 周陆军;磁流体流动及能量传递特性的多尺度研究[D];南京理工大学;2010年
2 彭小飞;车用散热器中纳米流体高温传热基础问题研究[D];浙江大学;2007年
3 毛凌波;太阳能吸收与热输运纳米黑液材料的制备与性能研究[D];广东工业大学;2008年
4 王涛;纳米溶胶及微米线/薄膜热物理特性的理论和实验研究[D];浙江大学;2008年
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7 韩光赫;直接浸渍冷冻载冷剂组成、传递特性及应用研究[D];华南理工大学;2010年
8 周明正;银纳米流体热物性及其在微针肋热沉中强化传热研究[D];北京工业大学;2012年
9 李启明;纳米流体振荡热管内的液汽相变与传递特性[D];清华大学;2011年
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1 宋玲利;铝纳米流体集热工质的制备与性能研究[D];广东工业大学;2011年
2 倪明龙;浸渍冻结过程多元载冷剂的扩散性及其在鱼片中的应用[D];华南理工大学;2011年
3 姜强;纳米流体管内流动的悬浮稳定性研究[D];天津大学;2010年
4 管延祥;应用于热管的纳米流体热物性参数的研究[D];济南大学;2010年
5 郭顺松;纳米流体的热物理特性研究[D];浙江大学;2006年
6 张乐莹;磁流体流动与传热过程的三维格子Boltzmann方法研究[D];南京理工大学;2006年
7 韩燕平;磁性流体粘滞特性的研究[D];苏州大学;2007年
8 冯剑超;纳米流体脉动热管的传热性能研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2008年
9 王廖沙;磁性流体的制备及其流变性能的研究[D];苏州大学;2007年
10 王春永;基于微混合对流热传导效应的纳米流体有效热导率分析[D];华中科技大学;2007年
【相似文献】
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1 林璟;方利国;;纳米流体强化传热技术及其应用新进展[J];化工进展;2008年04期
2 杨画春;李庆领;刘炳成;王彦波;;Fe_3O_4-水纳米流体对流换热特性的实验研究[J];青岛科技大学学报(自然科学版);2007年02期
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5 金翼;苍大强;宗燕兵;;TiO_2纳米流体的对流换热系数测定[J];冶金能源;2006年06期
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8 钟勋;俞小莉;吴俊;蒋平灶;;氧化铝纳米流体在车用热交换器中的试验研究[J];浙江大学学报(工学版);2010年04期
9 朱冬生;吴淑英;李新芳;杨硕;;纳米流体工质的基础研究及其蓄冷应用前景[J];化工进展;2008年06期
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5 陈今茂;易如娟;;新型发动机冷却液的研究与发展[A];中国汽车工程学会燃料与润滑油分会第十四届年会论文集[C];2010年
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7 王华睿;沈建琪;李海将;陈先庆;张秋长;;布朗运动和定向流动下激光自混频的研究[A];中国颗粒学会第七届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2010年
8 何玉荣;韩杰才;;Al_2O_3/H_2O纳米流体管内流动和对流换热行为的数值模拟研究[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
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10 程波;杜垲;张小松;牛晓峰;;氨水—纳米炭黑纳米流体的稳定性研究[A];第五届全国制冷空调新技术研讨会论文集[C];2008年
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5 记者 王亚丽;高效强化传热新技术开发成功[N];中国化工报;2007年
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10 特约记者 张勤业 孙志;氯化钙装置防垢技术获重大突破[N];中国化工报;2007年
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1 周明正;银纳米流体热物性及其在微针肋热沉中强化传热研究[D];北京工业大学;2012年
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7 赵佳飞;纳米流体辐射特性机理研究及其在太阳能电热联用系统中的应用研究[D];浙江大学;2009年
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9 曹滨斌;纳米流体扩容型脉动热管的传热研究[D];天津大学;2010年
10 王晓峰;不可压缩黏性流动与强化传热问题的高精度紧致差分方法[D];武汉大学;2011年
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1 李强;纳米流体制备方法与输运参数的研究[D];南京理工大学;2002年
2 梁中丽;纳米流体强化传热实验研究[D];青岛科技大学;2005年
3 徐淼;纳米流体的热物性及在波壁管内流动特性研究[D];大连理工大学;2010年
4 程大朋;纳米流体管内流动的悬浮稳定性与强化传热特性研究[D];天津大学;2012年
5 云海涛;纳米流体对流换热实验研究[D];天津大学;2012年
6 张树杨;纳米流体强化气液传质研究[D];天津大学;2010年
7 李东东;纳米流体强化热管内部传热机理研究[D];济南大学;2011年
8 刘坤;微槽道内纳米流体相变传热研究[D];华南理工大学;2010年
9 胡卫峰;纳米流体结构与能量输运机理研究[D];南京理工大学;2002年
10 杨洁影;水基纳米流体分散稳定性及其对导热能力的影响[D];广东工业大学;2011年
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