ZnO納米流體傳熱特性實(shí)驗研究.pdf

1、納米流體因其優(yōu)良的傳熱特性而具有很大的潛在使用價值和商業(yè)競爭力，為了分析其換熱性能，尋求換熱能力良好的納米流體，國內(nèi)外學(xué)者分別對水
　　基納米流體和乙二醇基納米流體的換熱性能進(jìn)行了大量的實(shí)驗研究和數(shù)值模擬研究，納米流體的強(qiáng)化換熱機(jī)理也得到了很大的發(fā)展。然而，這兩類納米流體因其不夠理想的物性而受到很大的限制，尤其是受到導(dǎo)熱性能、防凍性能和粘性的影響。另外，在納米流體的傳熱研究中多以 CuO、Al2O3、TiO2等金屬氧化物為添加物，

2、因此，此類納米流體已得到廣泛的研究，然而很少有文獻(xiàn)報道ZnO納米流體的傳熱特性研究結(jié)果。因此，本文以乙二醇水溶液為研究對象，對乙二醇（Ethylene Glycol，簡稱：EG）/去離子水（Deionized Water，簡稱：DW）基 ZnO納米流體進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗研究，分析了該納米流體的輸運(yùn)特性（導(dǎo)熱系數(shù)和粘度）、自然對流特性和沸騰換熱特性。
　　以聚乙烯吡咯烷酮（Polyvinyl Pyrrolidone，簡稱：PVP）為分

3、散劑制備了穩(wěn)定的ZnO納米流體，然后進(jìn)行了該納米流體的輸運(yùn)性質(zhì)測量。實(shí)驗結(jié)果指出 PVP和ZnO納米顆粒添加的最佳質(zhì)量濃度分別為2.12％和5.25%，ZnO-EG/DW納米流體以其良好的熱傳導(dǎo)性能、較小的流動阻力、良好的防凍性能等優(yōu)點(diǎn)而作為自然對流和沸騰換熱實(shí)驗研究的工質(zhì)。
　　配制了不同乙二醇水溶液濃度的ZnO顆粒質(zhì)量濃度為5.25%的ZnO-EG/DW納米流體，測量了不同加熱功率下該納米流體的換熱溫差，通過計算結(jié)果分析了納米

4、流體的對流換熱效果。結(jié)果表明，隨著 EG濃度的增加，傳熱能力降低，同時，自然對流系數(shù)h、努賽爾特數(shù)Nu以及瑞利數(shù)Ra均隨加熱功率的增加而增加，實(shí)驗范圍內(nèi) ZnO納米顆粒的存在弱化了EG/DW的自然對流能力。
　　最后，搭建了沸騰換熱平臺，研究乙二醇水溶液濃度和納米顆粒濃度對ZnO納米流體的沸騰換熱特性的影響。結(jié)果表明：對于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.25%的ZnO-EG/DW納米流體，隨著基液中 EG濃度的增加（DW的減少），熱流密度減小。只有