纳米流体强化传热实验研究

发布时间：2017-04-17 10:15

  本文关键词：纳米流体强化传热实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文制备了石墨/水和Fe_3O_4/水两种纳米流体;建立了测量导热系数和对流换热系数的实验设备;使用自行建立的实验设备分别测试了上述两种纳米流体的导热系数和对流换热系数;通过对纳米流体强化传热微观机理的分析和总结,对本文中测试的两种纳米流体进行了分析,对实验结论进行了总结。 在纳米流体的制备方面,本文采用两步法制备了石墨/水纳米流体,首先通过研磨/浮选法制得石墨纳米粉末,然后将纳米粒子与液体直接混合,综合采用添加分散剂及超声振动的方法制备了纳米流体,通过分析不同添加剂的剂量对纳米流体的影响程度,得到了稳定、均匀分散的石墨/水纳米流体。采用单步法制备了Fe_3O_4/水纳米流体,主要通过常用的化学共沉淀法制得,通过透射电镜照片可以发现分散非常均匀,颗粒比较纯净。 研制了一套瞬态热丝实验系统,测定了上述两种纳米流体的导热系数,实验结果表明,两种纳米流体的导热系数与纳米粒子的体积份额呈线性关系;体积份数为1.0%时,石墨/水纳米流体的导热系数提高了12%,Fe_3O_4/水的提高了48%;实验结果远大于经典导热模型计算结果。 研制了一套测试对流换热系数的实验系统,测定了上述两种纳米流体的对流换热系数,实验结果表明,两种纳米流体的对流换热系数都随体积份数的增加而增加;雷诺数在3000～6500时,两种纳米流体的对流换热系数线性增加,当雷诺数大于6500时,对流换热系数增加幅度增大,呈加速增加趋势;在温度为35摄氏度时测量的石墨/水纳米流体的对流换热系数和相同条件下15摄氏度测量的Fe_3O_4/水的对流换热系数近视相等,在体积份额为1.0%时,都比水的提高了约90%;与导热系数相比,发现两种纳米流体的对流换热系数受温度影响很大,有很强的温度依赖性,影响程度有待深入研究。
【关键词】：纳米流体 制备 导热系数 对流换热系数 强化传热
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TK124
【目录】：

• 1.绪论9-19
• 1.1 纳米流体强化传热概述9-12
• 1.1.1 纳米技术9-11
• 1.1.2 纳米流体11-12
• 1.2 国内外研究现状12-17
• 1.2.1 纳米粉体的制备技术12-13
• 1.2.2 纳米流体的制备技术13-14
• 1.2.3 纳米流体强化传热性能的研究14-16
• 1.2.4 测量纳米流体强化传热性能的方法16
• 1.2.5 纳米流体研究的技术问题16-17
• 1.3 本课题的研究内容及研究方法17-19
• 1.3.1 研究内容17
• 1.3.2 研究方法17-19
• 2.纳米流体强化换热机理分析19-30
• 2.1 物理性质的影响19-27
• 2.2 流体流动的影响27-29
• 2.3 本章小结29-30
• 3.纳米流体的制备30-39
• 3.1 石墨纳米流体的制备30-35
• 3.1.1 石墨纳米粉体的制备31-33
• 3.1.2 石墨纳米流体的稳定分散33-35
• 3.2 水基Fe_3O_4纳米流体的制备35-38
• 3.2.1 实验方法36
• 3.2.2 实验试剂36
• 3.2.3 制备过程36
• 3.2.4 样品测试36-37
• 3.2.5 结果与讨论37-38
• 3.3 本章小结38-39
• 4.纳米流体导热性能的实验研究39-50
• 4.1 实验原理39-40
• 4.2 实验装置40-43
• 4.2.1 总体装置40-41
• 4.2.2 导热系数计算方法41-42
• 4.2.3 误差分析42-43
• 4.3 实验结果与分析43-48
• 4.3.1 石墨／水纳米流体的实验结果43-44
• 4.3.2 Fe_3O_4／水纳米流体的实验结果44-45
• 4.3.3 结果分析45-48
• 4.4 本章小结48-50
• 5.纳米流体对流换热性能的实验研究50-70
• 5.1 实验原理50
• 5.2 实验装置50-58
• 5.2.1 总体装置50-53
• 5.2.2 设计参数计算53-54
• 5.2.3 装置的选择54-56
• 5.2.4 系统调试56-58
• 5.3 实验步骤58
• 5.4 误差分析58-61
• 5.5 实验结果与分析61-69
• 5.5.1 石墨／水纳米流体的实验结果61-64
• 5.5.2 Fe_3O_4／水纳米流体的实验结果64-67
• 5.5.3 结果分析67-69
• 5.6 本章小结69-70
• 6.总结与展望70-73
• 6.1 全文总结70-71
• 6.2 研究展望71-73
• 参考文献73-80
• 附录80-81
• 致谢81-82
• 攻读学位期间发表的学术论文目录82

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