导热油基纳米流体在直接吸收式太阳能集热器中的光热转化特性研究
发布时间：2021-10-01 04:48
本文主要聚焦于油基纳米流体在直接吸收式太阳能系统中的光热利用研究。纳米流体的基液为导热油Therminol?66,纳米材料分别为氧化石墨烯-碳纳米管（GO-MWCNT）纳米复合物和核壳Ag@Al2O3纳米材料。采用“两步法”制备了油基纳米流体,分散剂为油酸。利用紫外-可见分光光度计研究了油基纳米流体的光吸收特性,并基于光热实验研究了油基纳米流体的光热转化特性。同时,还对导热油光照前后的变化进行了深入探讨,对其变化可能对纳米流体光热转化带来的影响进行了分析研究。主要工作和结果如下:（1）油基GO-MWCNT纳米流体相比于纯导热油而言,在2002500nm的光谱范围内透射率大幅下降,油基纳米流体的光吸收性能随着纳米流体浓度的提高而增强。纳米流体的光热转化性能随着GO-MWCNT纳米材料浓度的增大先提高后降低,100 ppm为实验中利于光热转换的最佳浓度。光照45 min时100 ppm纳米流体相对纯导热油温度升高了11.6oC,而且集热效率也从52%（纯导热油）升高到70%（100...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
平板式太阳能集热器[29]
内外管之间的空气被抽成真空，从而消除了传导和对流热损失。吸收板以铝或铜为主。一种高导体热管，通常由铜和吸收板焊接而成，然后将这个吸收板放置在内管中[30]。Ayompe 等[31]在相同实验条件下对 FPSC 和 ETSC 进行了对比研究，以监测其全年集热器效率，结果发现 ETSC 的效率明显优于 FPSC。Hussain 等[32]研究了 ZrO2/水和 Ag/水纳米流体在 ETSC 中的集热器效率，发现与水相比，两种纳米流体都能提高太阳能集热器的效率，特别是在较高的进口温度下更为明显，且 Ag/水纳米流体的集热器效率提高幅度更大。Kim 等[33]理论研究多种不同纳米流体（纳米颗粒分别为MWCNT、Al2O3、TiO2、SiO2、CuO，基液为 20%的丙二醇-水）在 U-管太阳能集热器中的性能。实验结果发现，体积浓度为 0.2%的 MWCNT 纳米流体的性能最高，将效率提高了 62.8%。值得注意的是，他们还发现当同时使用 50 个 ETSC 时，每年减少 1841.6~2083.1 kg 的 CO2和 6.0~6.7 kg 的 SO2排放量。
导热油基纳米流体在直接吸收式太阳能集热器中的光热转化特性研究现在相同的条件下与纯水相比，纳米流体 DASC 的效率提高了 10%。另一方面，近年来的不少研究表明，纳米流体的选择对于研究 DASC 光热转化性能和吸收效率的增强是非常重要的。Taylor 等[38]的研究表明，纳米流体的光学性质受纳米颗粒材料、尺寸、形状、体积分数和基液的制约，而其光学性质对透射率、消光系数、散射系数和吸收系数有显著的影响，并将直接影响到 DASC 的性能。Otanica等[36]利用由多种不同纳米颗粒，包括碳纳米管、石墨和银制成的纳米流体，对 DASC进行了研究。结果发现，使用纳米流体作为工质时，集热器的效率提高了 5%。另外与表面吸收相比，使用纳米流体作为体吸收介质的反射率降低，吸光度提高。Vakil等[39]实验研究了 0.00025 wt%、0.0005 wt%和 0.005 wt%浓度的石墨烯应用于低温DASC 中的光学性能和导热系数，发现吸收和导热都随着质量分数的增加而增强，而且集热器的整体性能得到提高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]用波谱法对导热油连续加热结构变化的研究[J]. 盛克俭,吴万年,唐明明,金寄春. 华东理工大学学报. 1997(06)
硕士论文
[1]Au纳米流体的制备及其光热转换特性研究[D]. 陈梅洁.哈尔滨工业大学 2016
本文编号：3417185
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
平板式太阳能集热器[29]
内外管之间的空气被抽成真空，从而消除了传导和对流热损失。吸收板以铝或铜为主。一种高导体热管，通常由铜和吸收板焊接而成，然后将这个吸收板放置在内管中[30]。Ayompe 等[31]在相同实验条件下对 FPSC 和 ETSC 进行了对比研究，以监测其全年集热器效率，结果发现 ETSC 的效率明显优于 FPSC。Hussain 等[32]研究了 ZrO2/水和 Ag/水纳米流体在 ETSC 中的集热器效率，发现与水相比，两种纳米流体都能提高太阳能集热器的效率，特别是在较高的进口温度下更为明显，且 Ag/水纳米流体的集热器效率提高幅度更大。Kim 等[33]理论研究多种不同纳米流体（纳米颗粒分别为MWCNT、Al2O3、TiO2、SiO2、CuO，基液为 20%的丙二醇-水）在 U-管太阳能集热器中的性能。实验结果发现，体积浓度为 0.2%的 MWCNT 纳米流体的性能最高，将效率提高了 62.8%。值得注意的是，他们还发现当同时使用 50 个 ETSC 时，每年减少 1841.6~2083.1 kg 的 CO2和 6.0~6.7 kg 的 SO2排放量。
导热油基纳米流体在直接吸收式太阳能集热器中的光热转化特性研究现在相同的条件下与纯水相比，纳米流体 DASC 的效率提高了 10%。另一方面，近年来的不少研究表明，纳米流体的选择对于研究 DASC 光热转化性能和吸收效率的增强是非常重要的。Taylor 等[38]的研究表明，纳米流体的光学性质受纳米颗粒材料、尺寸、形状、体积分数和基液的制约，而其光学性质对透射率、消光系数、散射系数和吸收系数有显著的影响，并将直接影响到 DASC 的性能。Otanica等[36]利用由多种不同纳米颗粒，包括碳纳米管、石墨和银制成的纳米流体，对 DASC进行了研究。结果发现，使用纳米流体作为工质时，集热器的效率提高了 5%。另外与表面吸收相比，使用纳米流体作为体吸收介质的反射率降低，吸光度提高。Vakil等[39]实验研究了 0.00025 wt%、0.0005 wt%和 0.005 wt%浓度的石墨烯应用于低温DASC 中的光学性能和导热系数，发现吸收和导热都随着质量分数的增加而增强，而且集热器的整体性能得到提高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]用波谱法对导热油连续加热结构变化的研究[J]. 盛克俭,吴万年,唐明明,金寄春. 华东理工大学学报. 1997(06)
硕士论文
[1]Au纳米流体的制备及其光热转换特性研究[D]. 陈梅洁.哈尔滨工业大学 2016
本文编号：3417185
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3417185.html
