水基石墨烯纳米流体的热物性及流动换热特性研究

发布时间：2022-09-30 21:21

　　在换热介质中添加纳米颗粒来增强换热、提高换热效率的方法已经得到了研究者的广泛认可,并应用于化工、能源、建筑等领域。作为21世纪的新材料之王的石墨烯由于其特殊的片层结构、极高的导热系数,在近几年得到了大家的的高度关注,也被做为添加剂应用到换热介质中增强系统的换热特性。本文基于两步法自行配制了石墨烯纳米流体,并对其基础热物性进行了测试研究,同时,设计加工了微细槽道对流换热实验台,研究石墨烯纳米流体在水平圆管以及矩形小槽道内的流动换热特性,并通过实验数据的分析,探讨了石墨烯纳米颗粒强化流体的换热机制,并拟合了石墨烯纳米流体在水平圆管内以及矩形小槽道内的对流换热关系式,为石墨烯纳米流体强化换热的研究提供一定的理论基础。本文主要工作内容如下:（1）对实验所用石墨烯进行了相关物性的表征及分析后采用两步法配制了不同质量浓度的水基石墨烯纳米流体,并采用Zeta电势测试仪和导热系数测试仪对其进行了分散稳定性和导热性能的分析:结果表明随着石墨烯浓度的增大,导热系数呈上升的趋势,在0.05%的质量浓度时导热系数相比基液提高了3%,但是随着浓度的增大,其导热系数变差,分析认为是由于石墨烯纳米流体的较差的稳定性... 

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 纳米流体的制备
        1.2.2 纳米流体的稳定性研究
        1.2.3 纳米流体的热物性研究
        1.2.4 纳米流体的流动换热特性研究
        1.2.5 纳米流体对流换热关系式研究
    1.3 本文研究内容
2 石墨烯纳米流体制备热物性研究及流动换热实验介绍
    2.1 石墨烯纳米流体的制备
        2.1.1 石墨烯材料物性表征
        2.1.2 水基石墨烯纳米流体的制备
    2.2 溶液稳定性分析
    2.3 热物性测量及分析
    2.4 流动换热实验系统介绍
    2.5 实验误差分析
    2.6 本章小结
3 石墨烯纳米流体在水平圆管内流动换热实验研究
    3.1 水平圆管实验段介绍
    3.2 实验数据处理与分析
    3.3 实验验证
    3.4 实验结果与讨论
    3.5 对流换热关联式的建立
        3.5.1 拟合公式对比
        3.5.2 水平圆管对流换热关系式的拟合
    3.6 本章小结
4 石墨烯纳米流体在矩形小槽道内流动换热实验研究
    4.1 实验段设计
    4.2 数据处理方法
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 壁面温度沿流动长度变化关系
        4.3.2 流体在小槽道内的换热特性
        4.3.3 矩形小槽道对流换热关系式的拟合
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 主要创新点
    5.3 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨-水纳米流体对流换热特性的实验研究[J]. 梁中丽,周艳,李庆领.  青岛科技大学学报(自然科学版). 2010(05)



本文编号：3684295