收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

纳米流体导热及辐射特性研究

王辉  
【摘要】:纳米流体是指将纳米级(10-9 m)的金属或非金属颗粒按一定比例加入到液体中形成的特殊悬浮液。由于纳米颗粒具有常规微细颗粒不具备的特殊理化效应,如表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等,使纳米流体具有导热系数高,对设备磨损小等优点,可作为良好的传热工质。 纳米流体的制备按步骤可分为:一步法和两步法。一步法制备的纳米流体分散性和稳定性较好,但两步法在纳米流体的工业化制备上具有明显的工艺和经济优势。为研究纳米流体导热和辐射等特性,本文利用高压微射流法(两步法)制备了多种纳米流体,并通过Zeta电位和分散率的测量分析了流体的稳定性。 本文利用乌氏粘度计测量了不同纳米流体的粘度,研究了纳米颗粒种类、形状、粒径、体积浓度及流体温度对粘度的影响。实验结果表明:相同体积浓度的纳米流体,颗粒长径比的增大和粒径的减小都会增加流体的粘度;流体粘度随体积浓度的增大而线性增长,随流体温度的增加而降低,变化趋势与基液相似 本文搭建了单瞬态热线法试验台,用蒸发法真空镀膜技术及透明聚氨酯绝缘喷漆对铂丝表面进行了绝缘处理,使该试验台能满足pH值为1~11的纳米流体导热系数的测试要求。首先用乙二醇和去离子水对试验台进行了校正,表明该试验台具有较高的精度,可将误差控制在土2%。通过测试不同工况下纳米流体的导热系数,研究了纳米颗粒种类、形状、粒径、体积浓度、流体温度对导热系数的影响。实验表明:纳米颗粒自身导热系数越高,相同条件下其对应的纳米流体导热系数亦越大;相同体积浓度下,粒径越小,导热系数越大;导热系数随体积浓度增大而增大,随温度升高而升高。在导热系数计算模型研究上,由于目前的预测模型一般只考虑了部分影响因素或建立在特定对象体系上,使其计算值均低于实验值,具有一定的局限性。本文利用有效体积浓度对团聚的影响进行表征,然后将该参数应用到导热系数的H-C计算模型中建立基于粘度(流变特性)的导热系数预测模型,结果表明缩小了模型计算值与实验值的偏差。 纳米流体在宏观上表现出显著的辐射特性。本文利用分光光度计结合积分球原理测试了不同粒径、不同体积浓度及不同光程下SiO2/H2O纳米流体在太阳能辐射全波段的透射率。结果表明:颗粒粒径、体积浓度对纳米流体的透射率有不同程度的影响;当颗粒粒径小于20nm时,SiO2/H2O纳米流体的透射率随光程的变化规律符合朗伯—比尔定律,当粒径大于20m时,由于颗粒散射作用增强.消光系数受到光程和波长的共同影响。 纳米流体的特性不仅与纳米颗粒特性及流体温度有关,同时调节流体pH值会改变纳米颗粒的双电层厚度,影响颗粒的团聚,进而改变流体的特性。所以本文研究了pH值对团聚的影响,并研究了团聚作用对粘度、导热系数及辐射特性的影响。根据分形理论,用分形维数能较准确地定量描述团聚程度,建立了考虑团聚的导热系数分形模型,该模型所得计算值与实验值具有较好的吻合性。 纳米流体具有显著的强化换热及辐射特性,使其有望成为太阳能电热联用系统中的新型传热工质。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 卓清松;张合;郭育廷;赖耒声;邓敦平;陈希立;;三氧化二铝纳米流体粘滞度的实验研究[J];过程工程学报;2006年S2期
2 李金凯;刘宗明;赵蔚琳;管延祥;;纳米流体导热系数实验研究进展[J];化工新型材料;2010年03期
3 郭守柱;黎阳;谢华清;姜继森;;γ-Fe_2O_3/EG纳米流体热输运性质的研究[J];材料导报;2010年04期
4 张巧慧;朱华;;新型传热工质纳米流体的研究与应用[J];能源工程;2006年02期
5 寿青云;陈汝东;;金属氧化物纳米流体的导热性能研究[J];材料导报;2006年05期
6 彭小飞;俞小莉;余凤芹;;低浓度纳米流体比热容试验研究[J];材料科学与工程学报;2007年05期
7 李长江;尹衍升;;纳米流体流变特性研究最新进展[J];山东陶瓷;2009年03期
8 于培盈;郑亚萍;张娇霞;杨晓东;石伟;兰岚;;离子液体在纳米材料中的应用进展[J];化工进展;2010年07期
9 宋玲利;张仁元;毛凌波;;纳米流体光热转换特性的研究[J];广东工业大学学报;2011年02期
10 何钦波;童明伟;刘玉东;;DSC法测量低温相变蓄冷纳米流体的比热容[J];制冷与空调;2007年04期
11 管延祥;赵蔚琳;刘宗明;李金凯;李东东;;纳米流体粘度的实验研究现状[J];石油化工设备;2009年04期
12 唐亚男;高学农;颜家桃;;液体冷却技术研究进展[J];广东化工;2010年04期
13 薛文胥;王玮;闵敬春;;颗粒聚集对纳米流体强化换热影响浅析[J];工程热物理学报;2006年01期
14 李新芳;朱冬生;;纳米流体传热性能研究进展与存在问题[J];化工进展;2006年08期
15 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
16 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
17 方晓鹏;宣益民;李强;;纳米流体传质扩散系数的测定[J];工程热物理学报;2011年02期
18 李凌;郭丽;杨茉;卢玫;余敏;;纳米流体导热系数的分子动力学模拟[J];工程热物理学报;2010年11期
19 陈枭;;碳纳米管纳米流体的研究及应用[J];广西轻工业;2010年12期
20 朱冬生;孙纪远;宋印玺;郑伟业;王正东;涂善东;;喷雾冷却技术综述及纳米流体喷雾应用前景[J];化工进展;2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈今茂;易如娟;;纳米流体及其在冷却液中的应用[A];中国汽车工程学会燃料与润滑油分会第13届年会论文集[C];2008年
2 刘四美;武卫东;武润宇;韩志明;;氧化锌纳米流体对氨水降膜吸收影响的实验研究[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
3 钱明;沈中华;陆健;倪晓武;李强;宣益民;;激光照射纳米流体形成散斑的数值模拟研究[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
4 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
5 Innocent Nkurikiyimfura;王燕民;潘志东;胡大为;;磁场中磁性纳米流体热导率的研究[A];颗粒学最新进展研讨会——暨第十届全国颗粒制备与处理研讨会论文集[C];2011年
6 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
7 周生启;倪睿;夏克青;;氧化铝(A1_2O_3)纳米流体的自然对流热输运研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
8 周生启;;湍流热对流、纳米流体和海洋现象的实验研究[A];中国科协第235次青年科学家论坛——极端复杂测试环境下实验力学的挑战与应对[C];2011年
9 王志阳;杨文建;聂雪丽;杨怀玉;;瞬态热丝法测量纳米流体的导热系数[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
10 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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 钟勋;氧化铝纳米流体在发动机油冷器中的强化传热研究[D];浙江大学;2010年
2 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
3 方晓鹏;纳米流体热质传递机理及光学特性研究[D];南京理工大学;2013年
4 廖亮;减阻型纳米流体的管内流动与换热特性实验研究[D];上海交通大学;2009年
5 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
6 倪煜;以纳米流体为工质的自然循环太阳能集热系统研究[D];浙江大学;2011年
7 傅怀梁;纳米流体热物理及泳输运特性理论研究[D];苏州大学;2013年
8 崔文政;纳米流体强化动量与热量传递机理的分子动力学模拟研究[D];大连理工大学;2013年
9 王华睿;纳米流体中颗粒运动特征的激光自混频测量方法研究[D];上海理工大学;2011年
10 陈俊;纳米流体输运性质作用机理的分子动力学模拟研究[D];清华大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 韩东晓;氧化铜和氧化亚铜纳米流体的制备、表征及性能研究[D];青岛科技大学;2011年
4 赵朝;内螺纹管内纳米流体换热特性的数值模拟[D];东北电力大学;2014年
5 朱爱军;纳米流体的稳定性及其对流传热特性的研究[D];江苏大学;2010年
6 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
7 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
8 李金凯;纳米流体导热性能及其在热管中应用的研究[D];济南大学;2010年
9 王辉;纳米流体导热及辐射特性研究[D];浙江大学;2010年
10 张树杨;纳米流体强化气液传质研究[D];天津大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 涵薏;新型换热介质研制的领军者[N];上海科技报;2010年
2 记者 孙玲;高科技开启智慧之门[N];上海科技报;2003年
3 印高乐;新型超重力设备应用领域广[N];中国化工报;2003年
4 记者 刘霞;美研发出模拟血管结构的复合材料[N];科技日报;2011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