雙組分納米流體的物性測(cè)量和NH-,3--H-,2-O泡狀吸收強(qiáng)化的研究.pdf

1、利用納米流體強(qiáng)化基礎(chǔ)液體的導(dǎo)熱性能和擴(kuò)散性能的作用來(lái)提高NH3/H2O泡狀吸收過(guò)程的傳熱傳質(zhì)特性是一種新型的吸收強(qiáng)化方法，其研究剛剛起步?，F(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)適合吸收過(guò)程的納米流體制備、納米流體的熱物理性質(zhì)、以及對(duì)吸收強(qiáng)化機(jī)理等方面的研究還很不完善，本文嘗試在這些方面進(jìn)行一些探索性的工作，為這種強(qiáng)化方法的進(jìn)一步研究和工業(yè)化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。 1)本文選擇化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的碳納米管(CNTs)作為納米顆粒，在氨水中制備了穩(wěn)定的CNTs-NH3雙組分

2、納米流體，并設(shè)計(jì)一系列的實(shí)驗(yàn)，研究了CNTs-NH3雙組分納米流體的物理性質(zhì)，考察了顆粒質(zhì)量百分比、氨的濃度和溫度等因素對(duì)雙組分納米流體物理性質(zhì)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，碳納米管的加入確實(shí)提高了氨水的導(dǎo)熱系數(shù)，并且強(qiáng)化效果隨著顆粒質(zhì)量百分比的增加和溫度的升高而增加。但是，由于氨分子的存在影響了碳納米管的分散性，因此導(dǎo)熱系數(shù)的強(qiáng)化效果低于以純水為基礎(chǔ)液體的納米流體；雙組分納米流體的運(yùn)動(dòng)粘度和表面張力與純氨水相比變化很小，只是隨著碳納米管質(zhì)量百

3、分比的增加而略有增加，并且這些性質(zhì)隨氨的濃度和溫度的變化趨勢(shì)與純氨水是一致的。 2)本文利用可視化實(shí)驗(yàn)手段考察了熒光素在SiO2-H2O和CNTs-H2O兩種納米流體的擴(kuò)散情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，熒光素在納米流體中的擴(kuò)散速率要大于其在純水中的擴(kuò)散速率，并且對(duì)于納米流體中熒光素的擴(kuò)散速率的強(qiáng)化效果來(lái)說(shuō)，納米顆粒的加入量存在一個(gè)最佳值。 3)本文結(jié)合對(duì)雙組分納米流體熱物性的研究結(jié)果和相關(guān)文獻(xiàn)，從NH3/H2O泡狀吸收過(guò)程中的熱量

4、傳遞過(guò)程、質(zhì)量傳遞過(guò)程、氣泡生成過(guò)程三個(gè)角度，探討了納米顆粒的加入對(duì)吸收過(guò)程的強(qiáng)化作用。納米顆粒的加入提高了吸收工質(zhì)-氨水導(dǎo)熱性能和擴(kuò)散性能，引入了傳輸效應(yīng)，增加了氨水中氨氣的氣含率，進(jìn)而改善了吸收過(guò)程的熱質(zhì)傳遞特性。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了NH3/H2O泡狀吸收實(shí)驗(yàn)裝置，考察了碳納米管的質(zhì)量百分比、氨的初始濃度、氨氣流速三個(gè)因素對(duì)CNTs-NH3雙組分納米流體吸收強(qiáng)化特性的影響，并對(duì)其強(qiáng)化機(jī)理進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與前人的研究結(jié)果不同，

5、雙組分納米流體中NH3/H2O泡狀吸收強(qiáng)化比并沒(méi)有隨著碳納米管加入量的增加而一直增加，而是呈現(xiàn)一種先增加，后下降的趨勢(shì)。泡狀吸收強(qiáng)化比隨著基礎(chǔ)液體中氨的初始濃度的增加而增加。氨的初始濃度越大，氨水的吸收潛能越小，納米流體對(duì)吸收的強(qiáng)化作用越明顯。氨氣流量的變化在本實(shí)驗(yàn)變化的范圍內(nèi)，對(duì)雙組分納米流體中NH3/H2O泡狀吸收的強(qiáng)化效果影響很小。 4)利用高速攝像技術(shù)觀察了氣泡在SiO2-H2O和SiO2-C2H5OH兩種透明納米流體中