收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

双组分纳米流体的物性测量和NH_3/H_2O泡状吸收强化的研究

苏风民  
【摘要】: 利用纳米流体强化基础液体的导热性能和扩散性能的作用来提高NH_3/H_2O泡状吸收过程的传热传质特性是一种新型的吸收强化方法,其研究刚刚起步。现有文献对适合吸收过程的纳米流体制备、纳米流体的热物理性质、以及对吸收强化机理等方面的研究还很不完善,本文尝试在这些方面进行一些探索性的工作,为这种强化方法的进一步研究和工业化应用奠定基础。 1)本文选择化学性质稳定的碳纳米管(CNTs)作为纳米颗粒,在氨水中制备了稳定的CNTs-NH_3双组分纳米流体,并设计一系列的实验,研究了CNTs-NH_3双组分纳米流体的物理性质,考察了颗粒质量百分比、氨的浓度和温度等因素对双组分纳米流体物理性质的影响。实验结果表明,碳纳米管的加入确实提高了氨水的导热系数,并且强化效果随着颗粒质量百分比的增加和温度的升高而增加。但是,由于氨分子的存在影响了碳纳米管的分散性,因此导热系数的强化效果低于以纯水为基础液体的纳米流体;双组分纳米流体的运动粘度和表面张力与纯氨水相比变化很小,只是随着碳纳米管质量百分比的增加而略有增加,并且这些性质随氨的浓度和温度的变化趋势与纯氨水是一致的。 2)本文利用可视化实验手段考察了荧光素在SiO_2-H_2O和CNTs-H_2O两种纳米流体的扩散情况。实验结果发现,荧光素在纳米流体中的扩散速率要大于其在纯水中的扩散速率,并且对于纳米流体中荧光素的扩散速率的强化效果来说,纳米颗粒的加入量存在一个最佳值。 3)本文结合对双组分纳米流体热物性的研究结果和相关文献,从NH_3/H_2O泡状吸收过程中的热量传递过程、质量传递过程、气泡生成过程三个角度,探讨了纳米颗粒的加入对吸收过程的强化作用。纳米颗粒的加入提高了吸收工质-氨水导热性能和扩散性能,引入了传输效应,增加了氨水中氨气的气含率,进而改善了吸收过程的热质传递特性。在此基础上,设计了NH_3/H_2O泡状吸收实验装置,考察了碳纳米管的质量百分比、氨的初始浓度、氨气流速三个因素对CNTs-NH_3双组分纳米流体吸收强化特性的影响,并对其强化机理进行了分析。实验结果发现,与前人的研究结果不同,双组分纳米流体中NH_3/H_2O泡状吸收强化比并没有随着碳纳米管加入量的增加而一直增加,而是呈现一种先增加,后下降的趋势。泡状吸收强化比随着基础液体中氨的初始浓度的增加而增加。氨的初始浓度越大,氨水的吸收潜能越小,纳米流体对吸收的强化作用越明显。氨气流量的变化在本实验变化的范围内,对双组分纳米流体中NH_3/H_2O泡状吸收的强化效果影响很小。 4)利用高速摄像技术观察了气泡在SiO_2-H_2O和SiO_2-C_2H_5OH两种透明纳米流体中的形成过程,并结合气泡动力学,分析了纳米流体中气泡尺度变化的原因。结果发现,纳米颗粒的存在降低了气泡的脱离半径,提高了气泡的脱离频率。在相同的气体流量下,气泡的半径越小,液相中的气含率越大。这样的实验结果证明了纳米流体中气泡气含率增加除了文献报道的—颗粒能够阻止气泡在运动过程中的合并这个原因外,气泡脱离半径的减少也是一个重要原因。同时该实验结果也说明纳米颗粒对气泡尺度的影响是双组分纳米流体强化NH_3/H_2O泡状吸收过程的一个重要因素。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 苏风民;马学虎;陈嘉宾;张勇;;双组分纳米流体导热系数研究[J];大连理工大学学报;2008年06期
2 顾寿康;应雪文;;鼓泡塔稀醇溶液-空气系统气含率的实验研究[J];金山油化纤;1991年01期
3 赵慈义,王晓彦,王英;气升柱式多相反应器的气含率及传质特性[J];湖北工学院学报;1996年03期
4 安钢,陈国桓;振动填料鼓泡塔中气含率的试验研究[J];天津理工学院学报;1998年S1期
5 刘永民;鼓泡塔中膜气体分布器的气含率研究[J];石油化工高等学校学报;1995年04期
6 赵玉龙,苏晓丽;锥形甲醇鼓泡浆液反应器的气含率和颗粒浓度分布[J];燃料化学学报;2000年04期
7 李文秀;于三三;史正学;毕颖;;第二液相对气液二相体系传质的影响[J];化学工程;2007年09期
8 胡浩然,郭丽娟,孙惠芬,周霞芬;导流管型鼓泡塔中带泡沫非牛顿型液体的气含率[J];化工冶金;1997年04期
9 沐方平,范轶,何清华,王麒,胡华,丁富新,袁乃驹;外环流反应器的气含率及循环液速[J];高校化学工程学报;1998年04期
10 罗湘华,吴元欣,李定或;用神经网络法预测鼓泡塔内的气含率[J];化学工程;2003年03期
11 肖维箴,王嘉骏,顾雪萍,冯连芳;对二甲苯氧化反应器冷态模拟实验研究[J];石油化工;2004年07期
12 韩威,冯朴荪,沈自求;折皱金属丝网填料气含率的研究[J];石油化工设备;1987年08期
13 周立;赵玉龙;曹翼卫;张碧江;;热态下鼓泡浆液反应器的气含率研究[J];化学反应工程与工艺;1990年01期
14 李宝璋,任文坛,张来琦;非牛顿型浆液鼓泡塔内气含率轴向分布实验研究[J];化学工程;1994年01期
15 李永祥,程振民,蒋正兴,袁渭康;三相下喷式环流反应器的气含率和传质性能[J];华东理工大学学报;1997年05期
16 鲁江;肖人卓;;气升式内环流反应器的气含率分布[J];盐城工学院学报;1997年04期
17 张同旺,何广湘,靳海波,佟泽民;浆态床鼓泡反应器流体力学的研究进展[J];北京石油化工学院学报;2001年02期
18 何广湘,张同旺,靳海波,佟泽民;喷管分布器大型浆态鼓泡床反应器气含率的研究[J];石油化工;2003年06期
19 沈春银,陈剑佩,张家庭,戴干策;气液两相机械搅拌釜中翼型组合桨持气特性[J];化学工程;2004年01期
20 尹呈达,文立贤,郭再田,尉迟斌;三相流化床气含率的研究[J];燃料化学学报;1983年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李世友;金贵军;周全;胡小龙;王秋华;;3种针叶树种树皮抗火性研究[A];2006浙江林业科技论坛论文集[C];2006年
2 李超;沈卫东;张振邦;;导热系数对红外隐身复合材料性能的影响[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(8)[C];2007年
3 王昌松;杨波;陈磊;陆小华;;从“摩擦生热”探讨刹车片的设计[A];第十一届中国摩擦密封材料技术交流暨产品展示会论文集(摩擦卷)[C];2009年
4 郑兴华;张璟;唐大伟;范学军;;谐波法航空煤油热物性测量研究[A];第三届高超声速科技学术会议会议文集[C];2010年
5 张洁;徐烈;;食品材料冻结过程的导热系数模型[A];上海市制冷学会二○○一年学术年会论文集[C];2001年
6 孟庆林;李宁;李秀辉;孙海涛;;玻化微珠改性试验研究[A];建筑环境与建筑节能研究进展——2007全国建筑环境与建筑节能学术会议论文集[C];2007年
7 张剑平;张双喜;余才锐;李世全;;真空绝热板热工性能的研究[A];山东省暖通空调制冷2007年学术年会论文集[C];2007年
8 范毓润;林渊;阮绵照;;接触板性质对于高密度聚乙烯结晶速率影响的研究[A];中国化学会、中国力学学会第九届全国流变学学术会议论文摘要集[C];2008年
9 王平;张双喜;生晓燕;张剑平;余才锐;;芯层为秸杆的复合材料热工性能的实验研究[A];全国暖通空调制冷2008年学术年会资料集[C];2008年
10 庞晋山;张海燕;毛凌波;陈进;宋传旺;;分散性能对ZnO-H_2O纳米流体导热性能的影响[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 苏风民;双组分纳米流体的物性测量和NH_3/H_2O泡状吸收强化的研究[D];大连理工大学;2009年
2 张玉魁;高效分离生物流化复合反应器的研究[D];清华大学;2005年
3 吕树祥;气—液—液反应萃取制备过氧化氢基础研究[D];天津大学;2004年
4 卢泽湘;长链烷烃脱氢与甲烷催化燃烧直接热耦合的整体式催化反应器[D];北京化工大学;2008年
5 白素媛;亚微米薄膜导热特性的研究[D];大连理工大学;2010年
6 王彦飞;PHB单体合成关键技术研究[D];天津大学;2004年
7 朱海涛;纳米流体的制备、稳定及导热性能研究[D];山东大学;2005年
8 刘红;吹气搅拌法制备泡沫铝工艺的气泡—金属熔体两相流的实验研究和数值模拟[D];大连理工大学;2006年
9 张同旺;气升式环流浆态床流动与传质行为的研究[D];清华大学;2005年
10 王文华;萃取精馏技术强化与应用[D];天津大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡明雨;薄膜热物性实验研究[D];东南大学;2005年
2 苏力;二元混合体系导热系数的快速测定与研究[D];西北大学;2007年
3 黄改燕;碳纳米管热学性质和电学性质的测试及应用[D];上海交通大学;2008年
4 张涛;基于参数自适应模糊PID控制的导热系数测定仪开发[D];天津大学;2007年
5 曾明;柔性薄膜加热器的设计和应用研究[D];华中科技大学;2007年
6 胡鹏;纤维浇注料(可塑料)的研制与开发[D];天津大学;2008年
7 辛东坡;静电纺纳米纤维非织造布的热湿传递性质[D];东华大学;2009年
8 李萍;外热源温度场模拟及其在导热系数测试中应用[D];南京工业大学;2005年
9 何坚;基于组织光学方法的生物体导热系数研究[D];天津大学;2006年
10 武萍;石膏基胶凝材料复合EPS保温材料的试验研究[D];西安建筑科技大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 钱敏 特约记者 冯宽昕;中外专家研讨过程强化技术[N];中国化工报;2011年
2 本报记者 王晓涛;过程强化让化工告别“三高”[N];中国经济导报;2005年
3 呼跃军;化工过程强化从多层次创新[N];中国化工报;2008年
4 王旭东;研究过程强化及分子热力学[N];科技日报;2007年
5 本报记者 徐岩;催化与过程强化:促进化工转方式[N];中国化工报;2010年
6 孙欣;满足节能设计标准的屋面隔热砖[N];中国建材报;2007年
7 木子;水泥窑各部位耐火材料的选用原则[N];中国建材报;2006年
8 李宏乾;化工过程强化技术被寄予厚望[N];中国化工报;2008年
9 李伟华赵占军 张淑峰;低温热水地板辐射采暖用保温材料须具备五大性能[N];中国建设报;2007年
10 蔡冰;干粉砂浆在建筑物绝热系统中的应用[N];中国建设报;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978