納米制冷劑沸騰中納米粉體的相間遷移與傳熱流動特性.pdf

1、上海交通大學博士學位論文納米制冷劑沸騰中納米粉體的相間遷移與傳熱流動特性姓名：彭浩申請學位級別：博士專業(yè)：制冷及低溫工程指導教師：丁國良201101上海交通大學博十學位論文捅要在納米制冷劑核態(tài)池沸騰換熱特性方面，本文設計和搭建了納米制冷劑池沸騰換熱測試實驗臺，測試了基于球形納米顆粒和碳納米管的含油納米制冷劑核態(tài)池沸騰換熱特性，測試了表面活性劑對納米制冷劑和含油納米制冷劑核態(tài)池沸騰的影響：通過掃描電鏡(SEM)分析了球形納米顆粒和碳納米管

2、對加熱表面特性的影響；提出了納米尺度固相組分與非相變附加組分協(xié)同作用下相變流體核態(tài)池沸騰傳熱的定量預測方法，根據(jù)該方法建立了基于球形納米顆粒和碳納米管的含油納米制冷劑核態(tài)池沸騰換熱計算關(guān)聯(lián)式；通過引入表面活性劑影響因子，建立了表面活性劑作用下納米制冷劑和含油納米制冷劑核態(tài)池沸騰換熱計算關(guān)聯(lián)式。研究表明：納米粉體強化了含油納米制冷劑的核態(tài)池沸騰換熱，導熱系數(shù)高且直徑小的球形納米顆粒、直徑小且長度大的碳納米管強化效果較顯著。核態(tài)池沸騰換熱強

3、化的主要原因是加熱表面形成了納米尺度的多孔質(zhì)層，導致加熱表面空穴密度和氣化核心密度的增加；球形納米顆粒的粒徑和濃度、碳納米管的幾何結(jié)構(gòu)和濃度等影響多孔質(zhì)層的結(jié)構(gòu)，進而影響對核態(tài)池沸騰換熱的強化效果。除高表面活性劑濃度工況外，表面活性劑強化了納米制冷劑或含油納米制冷劑的核態(tài)池沸騰換熱，強化效果隨其濃度的增加先增大后減小，峰值對應的表面活性劑濃度隨納米油濃度的增加而增大；不同類型表面活性劑強化換熱程度與其分子量大JIl頁序相反，且隨納米顆粒

4、濃度、納米油濃度、熱流密度的減小而增大。建立的基于球形納米顆粒和碳納米管的含油納米制冷劑核態(tài)池沸騰換熱計算關(guān)聯(lián)式適用于不同種類和粒徑的球形納米顆粒、不同幾何結(jié)構(gòu)的碳納米管，且具有良好的預測精度。建立的表面活性劑作用下納米制冷劑和含油納米制冷劑核態(tài)池沸騰換熱計算關(guān)聯(lián)式能夠準確預測表面活性劑對核態(tài)池沸騰換熱的影響。在納米制冷劑流動沸騰換熱與壓降特性方面，本文設計和搭建了納米制冷劑流動沸騰換熱與壓降特性測試實驗臺，測試了納米制冷劑管內(nèi)流動沸騰

5、換熱系數(shù)和摩擦壓降；提出了納米尺度固相組分作用下相變流體流動沸騰傳熱與阻力特性的定量預測方法，根據(jù)該方法建立了納米制冷劑流動沸騰換熱計算關(guān)聯(lián)式和摩擦壓降計算關(guān)聯(lián)式。研究表明：納米制冷劑的流動沸騰換熱系數(shù)和摩擦壓降均高于純制冷劑，換熱系數(shù)和摩擦壓降的增加程度隨質(zhì)流密度的增加而減小，低干度和高干度下摩擦壓降的增加程度大于中間干度下的增加程度。建立的納米制冷劑流動沸騰換熱計算關(guān)聯(lián)式預測值與93％的實驗值偏差在420％以內(nèi)。建立的納米制冷劑流動