潛熱型水基氧化石墨烯納米流體的制備及其過冷特性研究.pdf

1、相變蓄冷是實現(xiàn)電網(wǎng)移峰填谷的有效手段，現(xiàn)有的蓄冷材料由于存在較大的過冷度，要求制冷機(jī)降低蒸發(fā)溫度才能實現(xiàn)蓄冷材料的成核結(jié)晶，造成制冷機(jī)性能系數(shù)大大降低，能耗增加。降低相變蓄冷材料的過冷度一直是研究人員努力的目標(biāo)，在超聲波和成核劑誘發(fā)下的過冷度抑制是一個重要的解決方案。納米流體作為一種內(nèi)含“納米粒子”成核劑的新型蓄冷材料，在超聲波作用下的過冷和成核特性尚未被深入研究。本文開發(fā)了一種新型蓄冷材料-潛熱型水基氧化石墨烯納米流體，并對其制備和過

2、冷度特性等方面進(jìn)行了研究，具體如下：
　　 (1)對水基氧化石墨烯納米流體的制備方法和注意事項進(jìn)行了研究和分析，水基氧化石墨烯納米流體的制備要受到流體溫度、超聲波振蕩功率、振蕩時間等因素的影響，經(jīng)過多次實驗最終找到制備水基氧化石墨烯納米流體的最佳方法。
　　 (2)對水基氧化石墨烯納米流體的穩(wěn)定性進(jìn)行了實驗測試和機(jī)理研究，分析了納米粒子粒徑和Zeta電位對納米流體穩(wěn)定性的影響，并從介觀角度對水基氧化石墨烯納米流體的內(nèi)部結(jié)

3、構(gòu)和受力狀況進(jìn)行了觀察和研究，闡明了水基氧化石墨烯納米流體能夠長時間保持穩(wěn)定的微觀機(jī)理。
　　 (3)對水基氧化石墨烯納米流體的過冷度進(jìn)行測量，并從納米流體能量傳遞機(jī)理著手，分析水基氧化石墨烯納米流體在降低過冷度方面的優(yōu)越性。結(jié)果表明：水基氧化石墨烯納米流體的過冷度并不隨著納米流體濃度的增大而降低，存在最佳濃度值；其次，水基氧化石墨烯納米流體的過冷度存在穩(wěn)定值。
　　 (4)對水基氧化石墨烯納米流體的過冷過程進(jìn)行外擾，分

4、別采用了玻璃棒攪拌和超聲波振蕩，分析兩種不同的外擾對結(jié)冰時間和過冷度的影響。結(jié)果表明：玻璃棒攪拌可以提前結(jié)冰時間和降低一定的過冷度，而超聲波振蕩在提前結(jié)冰的同時，大大降低甚至消除過冷度。理論分析了超聲波振蕩的空化作用對水基氧化石墨烯納米流體過冷度的影響機(jī)理。
　　 潛熱型水基氧化石墨烯納米流體作為一種新型相變蓄冷材料，且在超聲波作用下可以有效解決傳統(tǒng)蓄冷材料過冷度大、結(jié)晶時間長等缺點，降低蓄冷系統(tǒng)能耗。本文的研究成果對深入認(rèn)識相