离子液体基纳米流体直接吸收集热器性能研究
发布时间：2021-05-25 10:11
太阳能光热利用是重要的太阳能利用方式之一,而性能优良的集热器是太阳能光热利用的关键。集热器可分为直接吸收式和间接吸收式,本文分析比较了其各自优缺点,总结了传统集热介质在直接吸收式太阳能集热器应用中的局限性,并提出了将多壁碳纳米管/[EMIM][DEP]离子液体基纳米流体应用于直接吸收式太阳能集热器中以期能获得更具工业价值的高品位热能。本文在不添加任何表面活性剂的条件下,采用短时间多次超声法,将碳纳米管均分分散到纯离子液体中,制备了质量分数为0.04%,0.02%,0.01%及0.005%的碳纳米管/离子液体纳米流体。通过紫外/可见/红外分光光度计、液体热导系数测试仪等表征手段测试了纳米流体的稳定性及其导热系数等物性;实验结果表明,碳纳米管/离子液体纳米流体具有良好的分散性及稳定性。碳纳米管能显著提高基液的热导率,且碳纳米管质量分数越大,纳米流体导热系数越高,纳米流体温度的升高其导热系数略有降低。利用紫外/可见/红外分光光度计测试了离子液体及其纳米流体的光吸收特性,实验研究表明碳纳米管/离子液体纳米流体能够有效提高基液的光吸收特性,实验分析表明入射太阳辐射均能被纳米流体吸收,纳米颗粒吸收...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
1.1 太阳能热利用概述
1.2 直接吸收式太阳能集热器
1.2.1 传统太阳能集热器的限制
1.2.2 直接吸收式集热器及其集热介质
1.3 纳米流体在直接吸收式太阳能集热器中的应用
1.3.1 纳米流体
1.3.2 纳米流体在太阳能集热器中的研究
1.4 离子液体基纳米流体在传热、集热和储热领域中的研究应用
1.4.1 离子液体
1.4.2 离子液体在热力学和太阳能集热方面中的研究应用
1.5 本课题的提出、主要研究内容与创新点
2 纳米流体的制备
2.1 引言
2.2 实验原料与实验仪器
2.3 离子液体的合成和表征
2.4 纳米流体的制备
2.5 本章小结
3 直接吸收式太阳能集热器数学模型及纳米流体的物性研究
3.1 引言
3.2 直接吸收式太阳能集热器数学模型
3.2.1 能量方程
3.2.2 处理方法
3.3 纳米流体的稳定性
3.3.1 实验原理及实验装置
3.3.2 实验结果与讨论
3.4 纳米流体的导热系数
3.4.1 实验原理
3.4.2 实验装置及装置可靠性检验
3.4.3 实验结果与讨论
3.5 本章小结
4 碳纳米管/离子液体纳米流体的吸光性与光热转换研究
4.1 引言
4.2 多壁碳纳米管/[EMIM][DEP]纳米流体的辐射特性
4.2.1 纳米流体的透光率
4.2.2 纳米流体的消光系数ekλ
4.3 多壁碳纳米管/[EMIM][DEP]纳米流体的光热转换特性
4.3.1 太阳辐射全光谱图的模拟
4.3.2 多壁碳纳米管纳米颗粒的吸收效率F
4.3.3 纳米流体在集热器中热通量散度q(y)
4.4 本章小结
5 直接吸收式太阳能集热器效率及其影响因素
5.1 引言
5.2 直接吸收式太阳能集热器数学模型验证
5.2.1 DAC能量方程
5.2.2 结果与分析
5.3 集热器效率的影响因素
5.3.1 质量分数对集热器效率的影响
5.3.2 温升对集热器效率的影响
5.3.3 集热器高度对集热器效率的影响
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
附录A [EMIM][DEP]的H1NMR谱图
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]直接吸收式太阳能集热系统研究综述[J]. 毛凌波,张仁元,柯秀芳,陈枭. 材料导报. 2007(12)
[2]太阳能热利用技术概况[J]. 陈德明,徐刚. 物理. 2007(11)
[3]太阳能利用技术发展趋势评述[J]. 陆维德. 世界科技研究与发展. 2007(01)
[4]国内外平板太阳能热水器发展概况[J]. 霍志臣,罗振涛. 太阳能. 2006(06)
博士论文
[1]纳米流体的辐射特性及其在太阳能热利用中的应用研究[D]. 魏葳.浙江大学 2013
硕士论文
[1]石墨烯纳米流体热管式太阳能集热器热性能实验研究[D]. 王宁.东南大学 2017
[2][EMIM][DEP]/H2O及其为基液的纳米流体传递性质的研究[D]. 李畅.大连理工大学 2016
[3]纳米流体对太阳辐射的吸收特性及集热适用性研究[D]. 赵赛男.东南大学 2016
[4]太阳能集热器装置用纳米流体特性研究[D]. 陈飞.武汉工程大学 2016
[5]槽式腔体式太阳能集热器的数值模拟研究[D]. 韩雪.内蒙古工业大学 2016
[6]石墨烯/离子液体集热纳米流体的热物性及光热转换性能[D]. 汪福宪.华南理工大学 2013
[7]含[EMIM][DEP]三元体系热力学性质的测定[D]. 纪雯施.大连理工大学 2012
[8]离子液体型新工质-［EMIM］［DEP］+水/醇的研究[D]. 晏双华.大连理工大学 2009
本文编号：3205157
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
1.1 太阳能热利用概述
1.2 直接吸收式太阳能集热器
1.2.1 传统太阳能集热器的限制
1.2.2 直接吸收式集热器及其集热介质
1.3 纳米流体在直接吸收式太阳能集热器中的应用
1.3.1 纳米流体
1.3.2 纳米流体在太阳能集热器中的研究
1.4 离子液体基纳米流体在传热、集热和储热领域中的研究应用
1.4.1 离子液体
1.4.2 离子液体在热力学和太阳能集热方面中的研究应用
1.5 本课题的提出、主要研究内容与创新点
2 纳米流体的制备
2.1 引言
2.2 实验原料与实验仪器
2.3 离子液体的合成和表征
2.4 纳米流体的制备
2.5 本章小结
3 直接吸收式太阳能集热器数学模型及纳米流体的物性研究
3.1 引言
3.2 直接吸收式太阳能集热器数学模型
3.2.1 能量方程
3.2.2 处理方法
3.3 纳米流体的稳定性
3.3.1 实验原理及实验装置
3.3.2 实验结果与讨论
3.4 纳米流体的导热系数
3.4.1 实验原理
3.4.2 实验装置及装置可靠性检验
3.4.3 实验结果与讨论
3.5 本章小结
4 碳纳米管/离子液体纳米流体的吸光性与光热转换研究
4.1 引言
4.2 多壁碳纳米管/[EMIM][DEP]纳米流体的辐射特性
4.2.1 纳米流体的透光率
4.2.2 纳米流体的消光系数ekλ
4.3 多壁碳纳米管/[EMIM][DEP]纳米流体的光热转换特性
4.3.1 太阳辐射全光谱图的模拟
4.3.2 多壁碳纳米管纳米颗粒的吸收效率F
4.3.3 纳米流体在集热器中热通量散度q(y)
4.4 本章小结
5 直接吸收式太阳能集热器效率及其影响因素
5.1 引言
5.2 直接吸收式太阳能集热器数学模型验证
5.2.1 DAC能量方程
5.2.2 结果与分析
5.3 集热器效率的影响因素
5.3.1 质量分数对集热器效率的影响
5.3.2 温升对集热器效率的影响
5.3.3 集热器高度对集热器效率的影响
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
附录A [EMIM][DEP]的H1NMR谱图
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]直接吸收式太阳能集热系统研究综述[J]. 毛凌波,张仁元,柯秀芳,陈枭. 材料导报. 2007(12)
[2]太阳能热利用技术概况[J]. 陈德明,徐刚. 物理. 2007(11)
[3]太阳能利用技术发展趋势评述[J]. 陆维德. 世界科技研究与发展. 2007(01)
[4]国内外平板太阳能热水器发展概况[J]. 霍志臣,罗振涛. 太阳能. 2006(06)
博士论文
[1]纳米流体的辐射特性及其在太阳能热利用中的应用研究[D]. 魏葳.浙江大学 2013
硕士论文
[1]石墨烯纳米流体热管式太阳能集热器热性能实验研究[D]. 王宁.东南大学 2017
[2][EMIM][DEP]/H2O及其为基液的纳米流体传递性质的研究[D]. 李畅.大连理工大学 2016
[3]纳米流体对太阳辐射的吸收特性及集热适用性研究[D]. 赵赛男.东南大学 2016
[4]太阳能集热器装置用纳米流体特性研究[D]. 陈飞.武汉工程大学 2016
[5]槽式腔体式太阳能集热器的数值模拟研究[D]. 韩雪.内蒙古工业大学 2016
[6]石墨烯/离子液体集热纳米流体的热物性及光热转换性能[D]. 汪福宪.华南理工大学 2013
[7]含[EMIM][DEP]三元体系热力学性质的测定[D]. 纪雯施.大连理工大学 2012
[8]离子液体型新工质-［EMIM］［DEP］+水/醇的研究[D]. 晏双华.大连理工大学 2009
本文编号：3205157
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3205157.html
