應(yīng)用于熱管的納米流體熱物性參數(shù)的研究.pdf

1、隨著納米科技的快速發(fā)展，納米材料已被應(yīng)用到傳熱領(lǐng)域中，孕育而生了“納米流體”的概念。納米流體是指以一定的方式和比例在液體中添加納米級(jí)金屬、非金屬或聚合物固體粒子以構(gòu)成一種新型的傳熱工質(zhì)，這種新傳熱工質(zhì)可用于換熱設(shè)備中替代傳統(tǒng)的工質(zhì)。熱管作為換熱設(shè)備中的一種高效傳熱元件，將納米流體應(yīng)用于其中可顯著改善傳熱性能。因此，對(duì)應(yīng)用于熱管的納米流體熱物性參數(shù)的研究是將納米技術(shù)應(yīng)用于熱能工程的創(chuàng)新性研究，具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。
　　 本文以

2、Al2O3-水納米流體作為熱管的工作介質(zhì)，通過(guò)測(cè)試其各種熱物性參數(shù)，來(lái)研究Al2O3納米顆粒的加入如何改變工作介質(zhì)的熱物性參數(shù)以及對(duì)熱管傳熱能力的影響。其主要研究?jī)?nèi)容為：
　　 首先，通過(guò)透射電子顯微鏡、X射線衍射儀對(duì)Al2O3納米顆粒進(jìn)行了表征，采用兩步法制備了兩種粒徑(40nm、65nm)、五種體積分?jǐn)?shù)(0.1％～0.5％)的Al2O3-水納米流體。為了制備懸浮穩(wěn)定的納米流體，采用L9(34)正交試驗(yàn)進(jìn)行分析，得出了最佳工藝

3、參數(shù)為：pH值為8、超聲振動(dòng)時(shí)間為3h、不添加分散劑、磁力攪拌時(shí)間為30min。并通過(guò)Zeta電位分析儀、激光粒度分析儀等分析了超聲振動(dòng)時(shí)間、分散劑、pH值等對(duì)Al2O3-水納米流體懸浮穩(wěn)定性的影響，得出：pH值為8、超聲振動(dòng)時(shí)間為3h、分散劑添加量為0.02％時(shí)，Al2O3-水納米流體的懸浮穩(wěn)定性最好。并對(duì)其懸浮穩(wěn)定性作用機(jī)理進(jìn)行了一定的理論分析。
　　 其次，采用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)、全自動(dòng)界面張力儀、KD2 Pro導(dǎo)熱系數(shù)儀、熱重差

4、熱聯(lián)用儀等儀器對(duì)Al2O3-水納米流體在不同條件下的粘度、表面張力系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)、熱重、汽化潛熱、密度、沸點(diǎn)等熱物性參數(shù)進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：Al2O3-水納米流體的粘度隨著納米顆粒體積分?jǐn)?shù)的增加而增加，隨著溫度的升高而減小，隨著顆粒尺寸的減小而增大；Al2O3-水納米流體的表面張力系數(shù)隨著體積分?jǐn)?shù)的增加而減小，隨著顆粒粒徑的減小而減小，隨著溫度的升高而減??；Al2O3-水納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)隨著體積分?jǐn)?shù)的增加而增加，隨著顆粒粒徑的減小而

5、增大，隨著溫度的升高而增大；Al2O3-水納米流體的相變速率隨著顆粒體積分?jǐn)?shù)的增加而增大，而顆粒粒徑對(duì)其基本沒(méi)影響；Al2O3-水納米流體的汽化潛熱隨著顆粒體積分?jǐn)?shù)的增加而減??；Al2O3-水納米流體的密度隨著顆粒體積分?jǐn)?shù)的增加而增大；Al2O3-水納米流體的沸點(diǎn)隨著顆粒體積分?jǐn)?shù)的增加而減小。并對(duì)各熱物性參數(shù)的作用機(jī)理進(jìn)行了一定的理論分析。
　　 最后，分析了應(yīng)用于熱管的Al2O3-水納米流體工作介質(zhì)的綜合熱物理性質(zhì)。結(jié)果表明A