磁场作用下磁性纳米流体强化对流换热实验研究

发布时间：2021-10-22 19:25

　　磁性纳米流体是磁性纳米颗粒稳定分散在非磁性基载液中形成的一种新型功能材料。由于其兼具超顺磁性和流动特性,在实现能量高效和可控传递领域极具发展潜力。磁场控制使磁性纳米流体用于不同类型的换热设备是目前研究的热点内容。但目前磁性纳米流体流-磁耦合作用下强化传热机理没有统一定论,恒定磁场作用下磁性纳米流体对流换热实验结果存在争议。为使磁性纳米流体更好的应用于不同类型的换热设备,本文采用Fe3O4/water磁性纳米流体开展恒定磁场下流动与换热特性实验研究,进一步分析磁场作用下强化传热的潜在驱动机制。本文采用“两步法”制备了 Fe3O4/water磁性纳米流体,通过目测法和透射比法相结合进行稳定性实验研究。分析了超声时长和表面活性剂对磁性纳米流体稳定性的影响。结果表明:制备时最佳超声时长为1h且阳离子表面活性剂十六烷基溴化铵（CTAB）与Fe3O4磁性颗粒适应性最好,最佳质量配比为1:1。采用瞬态热线法测量Fe3O4/water磁性纳米流体导热系数,实验结果表明:磁性纳米流体的导热系数随温度和颗粒浓度的增加而增加。在较高体积分数下,磁性纳米流体的导热系数随浓度呈现非线性变化,这个由于颗粒浓度升高... 

【文章来源】：东北电力大学吉林省

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究的背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 磁性纳米流体制备及其稳定性研究现状
        1.2.2 磁性纳米流体热物性研究现状
        1.2.3 磁性纳米流体对流换热研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 磁性纳米流体的制备及稳定性实验研究
    2.1 引言
    2.2 磁性纳米流体的制备
    2.3 磁性纳米流体稳定性测试
    2.4 磁性纳米流体稳定性实验结果及分析
        2.4.1 超声时间对纳米流体稳定性的影响
        2.4.2 表面活性剂对纳米流体稳定性的影响
    2.5 本章小结
第3章 磁性纳米流体的导热性能研究
    3.1 导热系数的测量
    3.2 磁性纳米流体导热系数测试结果分析
        3.2.1 超声时长对纳米流体导热性能的影响
        3.2.2 表面活性剂对纳米流体导热性能的影响
        3.2.3 温度和体积分数对纳米流体导热性能的影响
    3.3 本章小结
第4章 磁性纳米流体对流换热实验系统搭建
    4.1 实验系统及实验设备
        4.1.1 实验系统
        4.1.2 实验设备
    4.2 实验数据处理及不确定度分析
        4.2.1 数据处理
        4.2.2 实验的不确定性分析
    4.3 实验系统的可靠性验证
    4.4 本章小结
第5章 磁性纳米流体对流换热实验结果分析
    5.1 磁场仿真
    5.2 无磁场下Fe_3O_4/water磁性纳米流体对流换热特性
    5.3 垂直梯度磁场下Fe_3O_4/water纳米流体的对流换热性能
    5.4 垂直梯度磁场下Fe_3O_4/water纳米流体的对流换热性能
    5.5 不同磁场方向布置下Fe_3O_4/water纳米流体的对流换热性能
    5.6 磁场作用下Fe_3O_4/water纳米流体管内流动特性及其综合性能评价
    5.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]磁场调控磁性纳米流体流动和传热研究进展[J]. 臧徐忠,石尔,傅俊萍,余涛.  化工进展. 2019(12)
[2]磁流体对流换热研究进展[J]. 李国龙,翟郑佳,王进.  现代化工. 2018(05)
[3]磁性液体润滑技术的进展简述[J]. 杨金霖,黄巍.  表面技术. 2017(06)
[4]纳米流体导热系数影响因素分析[J]. 夏国栋,刘冉,杜墨.  北京工业大学学报. 2016(08)
[5]氨水-Fe2O3纳米流体稳定性影响因素分析[J]. 杨柳,杜垲,李彦军,程波.  工程热物理学报. 2011(09)
[6]Anisotropic thermal conductivity of magnetic fluids[J]. Xiaopeng Fang,Yimin Xuan,Qiang Li School of Power Engineering,Nanjing University of Science & Technology,Nanjing 210094,China.  Progress in Natural Science. 2009(02)
[7]氧化铝纳米粉体悬浮液强化导热研究[J]. 谢华清,吴清仁,王锦昌,奚同庚,刘岩.  硅酸盐学报. 2002(03)

博士论文
[1]磁性潜热型功能流体的制备与能量传递特性研究[D]. 黄勇.南京理工大学 2012



本文编号：3451717