水基納米流體分散穩(wěn)定性及其對導熱能力的影響.pdf

1、提高蓄冷介質(zhì)固液相的導熱能力是強化蓄冰槽換熱的最有效方法。本論文在去離子水(DW)中添加TiO2納米顆粒(所得到的懸浮液稱為納米流體)來提高其固液相的導熱能力。分散劑對于制備分散穩(wěn)定的納米流體起著重要作用,分散劑在納米流體中作用機理復雜,影響納米流體的導熱系數(shù)。本論文探索了分散劑對納米流體的分散穩(wěn)定性及固液相導熱能力的影響。主要研究內(nèi)容包括：
　　 ⑴采用兩步法制備金紅石型TiO2-DW納米流體,通過添加表面活性劑(十二烷基硫酸

2、鈉)、調(diào)節(jié)PH值和超聲振動等手段,制備出顆粒濃度為0.7％的不同分散劑與顆粒濃度比(0；0.5:10；1:10；3:10；5:10；7:10；10:10)的納米流體。利用透射電鏡掃描、粒徑分析及稱重法等表征納米流體的分散穩(wěn)定性。
　　 ⑵比較Hot Disk熱常數(shù)分析儀和閃光法,選擇合適的導熱儀器測量上述納米流體的導熱系數(shù)。將實驗結(jié)果與經(jīng)典的計算液.固兩相懸浮液導熱系數(shù)的H-C模型及考慮了納米粒子簇團影響的計算納米流體導熱系數(shù)的

3、Xuan的模型進行對比。
　　 ⑶利用最小熱阻力法則和比等效導熱系數(shù)相等法則,結(jié)合納米流體中分散劑的作用機理和納米粒子自身的傳熱特點,建立沒有發(fā)生粒子團聚的情況下納米流體固相導熱系數(shù)的理論模型,包括包含分散劑與不含分散劑的模型。采用上述方法配制銳態(tài)型TiO2-DW納米流體,通過帶有低溫系統(tǒng)的Hot Disk熱常數(shù)分析儀測量納米流體結(jié)冰后固相的導熱系數(shù)。將實驗結(jié)果與模型的計算結(jié)果作對比。
　　 ⑷粒徑分析結(jié)果顯示,分散劑與

4、顆粒重量比1:10時,團聚體的粒徑最小。隨著放置時間增加,顆粒團聚體的粒度減小,這是由于大顆粒沉降速度快；并且納米流體中顆粒的含量也在減少。而納米流體的導熱系數(shù)與分散劑濃度的增加沒有明顯的變化規(guī)律,納米流體的導熱系數(shù)隨著放置時間的增加而下降。通過線形擬合納米流體導熱系數(shù)與稱重法所得納米顆粒濃度的變化曲線,發(fā)現(xiàn)實驗值均高于H-C模型和Xuan的模型。
　　 ⑸納米流體固相的導熱系數(shù)模型的計算結(jié)果表明,納米顆粒的體積分數(shù)、分散劑導熱