磁场作用下纳米流体液滴蒸发及颗粒沉积图案的研究

发布时间：2021-07-20 08:43

　　固着液滴蒸发是生活中的常见现象,看似简单的过程包含了复杂的传热传质过程,液滴蒸发后悬浮粒子在底板上产生不同的沉积图案。液滴蒸发广泛存在于工业和生物界,国内外学者已就底板性质、温度、粒子形状等对液滴蒸发过程的影响进行了研究,而对于外加磁场对液滴蒸发过程的影响研究相对较少。本文采用可视化测量手段,研究以去离子水为基液的四氧化三铁纳米流体液滴在不同磁场强度下蒸发过程,并观察液滴蒸发后粒子的沉积图案。粒子直径分别为10-30nm、50nm、100nm,不同直径粒子分别配制质量分数为0.1%、0.5%、1%的分散液,外加磁场方向平行于底板表面,磁场强度分别为0Gs（对照组）、15Gs、45Gs。蒸发过程中用DSA30拍摄记录不同浓度、不同粒径纳米流体液滴在不同磁场强度下蒸发的轮廓变化,蒸发结束后用IDS显微镜观察玻璃底板上的沉积图案并加以分析。主要结论如下:（1）不同粒径的四氧化三铁纳米流体分散中液颗粒分布与标示值基本一致,平均粒子直径与标示值较接近,经超声波细胞破碎仪震荡后仅有少量的粒子团聚。不同粒径、不同浓度的纳米流体分散液的表面张力均随着磁场强度的增加而增大。（2）实验结果表明,分散液中所... 

【文章来源】：天津商业大学天津市

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 前言
    1.1 研究背景及理论基础
        1.1.1 液滴蒸发的研究背景
        1.1.2 纳米流体传热的理论基础
    1.2 纳米流体液滴蒸发研究进展
        1.2.1 纳米流体液滴蒸发
        1.2.2 液滴蒸发后沉积图案的研究
    1.3 外加磁场对液滴蒸发的影响
    1.4 主要研究内容
第二章 实验仪器、材料与方法
    2.1 分段电磁场结构
    2.2 可视化光学系统
    2.3 纳米流体的制备
    2.4 纳米流体分散液均匀性检测
        2.4.1 Nanosight组成及其工作原理
        2.4.2 Nanosight操作步骤及纳米流体颗粒分布测试
    2.5 底板的处理
    2.6 纳米流体表面张力的实验研究
    2.7 磁场强度分布
    2.8 实验步骤及注意事项
        2.8.1 磁场实验步骤
        2.8.2 实验操作注意事项
    2.9 本章小结
第三章 液滴蒸发过程的实验研究
    3.1 不同粒径不同浓度纳米流体液滴蒸发
        3.1.1 粒子直径为10-30nm时溶液浓度对液滴蒸发的影响
        3.1.2 粒子直径为50nm时溶液浓度对液滴蒸发的影响
        3.1.3 粒子直径为100nm时溶液浓度对液滴蒸发的影响
        3.1.4 不同粒子直径不同浓度下液滴蒸发时间
    3.2 粒子直径对液滴蒸发的影响
    3.3 本章小结
第四章 磁场对纳米流体液滴蒸发的影响
    4.1 不同磁场强度对纳米流体(粒径10-30nm)液滴蒸发影响
        4.1.1 浓度为0.1%平均粒子直径为10-30nm的纳米流体液滴蒸发过程
        4.1.2 浓度为0.5%平均粒子直径为10-30nm的纳米流体液滴蒸发过程
        4.1.3 浓度为1%平均粒子直径为10-30nm的纳米流体液滴蒸发过程
    4.2 不同磁场强度对纳米流体(粒径50nm)液滴蒸发影响
        4.2.1 浓度为0.1%的纳米流体液滴蒸发过程
        4.2.2 浓度为0.5%的纳米流体液滴蒸发过程
        4.2.3 浓度为1%的纳米流体液滴蒸发过程
    4.3 不同磁场强度对纳米流体(粒径100nm)液滴蒸发影响
    4.4 液滴蒸发时间及高度的变化
        4.4.1 不同磁场强度下液滴蒸发时间
        4.4.2 磁场对液滴高度的影响
    4.5 不同浓度和不同磁场强度下粒子沉积图案
        4.5.1 粒径为10-30nm的纳米流体液滴蒸发沉积图案
        4.5.2 粒径为50nm的纳米流体液滴蒸发沉积图案
        4.5.3 粒径为100nm的纳米流体液滴蒸发沉积图案
    4.6 结果与讨论
    4.7 结论
第五章 结论与展望
    5.1 工作总结
    5.2 展望与建议
参考文献
发表论文及参加科研情况说明
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[2]磁场对Fe3O4纳米流体凝固的影响[J]. 雷世骏,陈颖,贾莉斯,林刚,莫松平,殷陶.  功能材料. 2016(01)
[3]磁性纳米流体Fe3O4-H2O对流换热特性研究[J]. 吴治将,殷少有.  太阳能学报. 2015(02)
[4]液滴尺寸与表面张力[J]. 刘引烽,房嫄,赵凯凯,李琛骏,杨小瑞,周海堤,王宇翔,朱逸莉,徐华根.  大学化学. 2014(05)
[5]固着纯组分液滴蒸发的研究综述[J]. 王宝和,李群.  干燥技术与设备. 2014(05)
[6]化学清洗及干燥方法对盖玻片亲水性的影响[J]. 杨珊,王鹏,崔颖鲁,邹建锋,邹智勇.  应用化工. 2014(10)
[7]磁场中磁性纳米流体热导率的研究[J]. 潘志东,NKURIKIYIMFURA Innocent,王燕民.  功能材料. 2013(11)
[8]磁场对蒸馏水蒸发过程的影响[J]. 吴松海,孙永利,贾绍义.  石油化工高等学校学报. 2006(01)
[9]磁性微球和磁性纳米粒的研究进展[J]. 朱瀛,陆伟根.  中国医药工业杂志. 2005(09)
[10]铁磁流体表面张力的测试[J]. 邹茜,沈瀛生,赵弋洋,孟永钢,温诗铸.  清华大学学报(自然科学版). 2000(05)



本文编号：3292506