納米顆粒及分散劑對重力熱管傳熱性能強化作用的實驗研究.pdf

1、重力熱管是我國工業(yè)上應(yīng)用范圍較廣的換熱元件，其內(nèi)部傳熱機理十分復(fù)雜，涉及到自然對流蒸發(fā)、核態(tài)沸騰以及層流膜狀凝結(jié)等多種傳熱模式。本文在總結(jié)和分析了大量文獻的基礎(chǔ)上，將納米流體應(yīng)用于重力熱管，著重研究在納米流體制備過程中所添加的分散劑以及納米顆粒對熱管啟動性能和傳熱熱性能強化作用的影響。本文主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）理論分析了納米顆粒在納米流體中所受的作用力，結(jié)合DLVO理論，分析了納米流體不穩(wěn)定的原因，并研究了分散劑的加入和基

2、液的物理性質(zhì)對納米顆粒懸浮穩(wěn)定性的影響。
　?。?）采用兩步法制備了質(zhì)量濃度為1％的Al2O3-H2O和SiO2-H2O納米流體，選用十二烷基硫酸鈉（SDS）和阿拉伯樹膠（AG）作為添加劑。采用濁度法對制得的納米流體穩(wěn)定性進行表征，主要分析了超聲分散時間，添加劑的種類和濃度對納米流體穩(wěn)定性的影響。采用圓環(huán)法測試了SDS和AG水溶液的表面張力，分析得出了SDS水溶液在25℃時的臨界膠束濃度，結(jié)合納米流體穩(wěn)定性的分析結(jié)果，給出了本實驗

3、條件下采用不同分散劑時兩種納米流體的最佳制備方式。
　　（3）設(shè)計并搭建了重力熱管性能測試實驗臺，對不同工質(zhì)的熱管進行啟動性能和傳熱性能測試，通過對比熱管的啟動時間，蒸發(fā)段和冷凝段的啟動溫度，穩(wěn)定運行時管壁溫度分布以及總熱阻的大小，分析各工質(zhì)對熱管性能強化作用的高低。研究表明：添加了納米流體的熱管，啟動時間較傳統(tǒng)水熱管明顯縮短，蒸發(fā)段和冷凝段溫差減小，等溫性能較好。添加劑對熱管性能的影響不能忽略，在低熱流密度工況下，采用何種分散劑