本文選題：CNTs納米流體　切入點(diǎn)：熱物性　出處：《青島科技大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：碳納米管(CNTs)納米流體是指按一定的方式及比例,將CNTs分散到不同基液里制備的一類在一定時間內(nèi)能穩(wěn)定分散的新型傳熱工質(zhì)。由于CNTs優(yōu)良的導(dǎo)熱性能,CNTs納米流體在諸多領(lǐng)域,如能源、電力、化工等,應(yīng)用前景廣闊。本文從CNTs納米流體的制備、穩(wěn)定性、分散性、熱物性(熱導(dǎo)率和粘度)以及管內(nèi)對流換熱等幾個方面,研究了CNTs納米流體強(qiáng)化傳熱特性,為其研究和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。通過添加表面活性劑阿拉伯膠(GA),采用兩步法制備不同質(zhì)量濃度CNTs/水、CNTs/乙二醇水溶液、CNTs/溴化鋰水溶液、Fe3O4-CNTs/水磁性納米流體,得到了分散良好且能穩(wěn)定存在的CNTs納米流體。同時分析了CNTs納米流體的分散穩(wěn)定機(jī)理,研究發(fā)現(xiàn),其不但與CNTs的質(zhì)量濃度、基液的性質(zhì)有關(guān),還與表面活性劑阿拉伯膠的用量有密切的關(guān)系。測量了不同質(zhì)量濃度的CNTs/水、CNTs/乙二醇水溶液、CNTs/溴化鋰水溶液納米流體的熱導(dǎo)率及其粘度。結(jié)果表明,CNTs的加入改善了不同基液的熱導(dǎo)率但對粘度的影響并不相同,其中在CNTs(管徑10-20nm、管長5μmm)長徑比最大時,不同基液的CNTs納米流體的熱導(dǎo)率均提高了8%以上。CNTs的長徑比、直線度、質(zhì)量濃度、不同基液的性質(zhì)都是影響其熱物性的因素。并從布朗運(yùn)動、熱輻射、顆粒的分散性等方面,分析了CNTs增強(qiáng)納米流體導(dǎo)熱性能的機(jī)理。將Fe304包覆在CNTs上,添加表面活性劑阿拉伯膠制備出在強(qiáng)磁場中能夠穩(wěn)定存在的磁性納米流體,研究在強(qiáng)磁場下基液熱導(dǎo)率隨質(zhì)量濃度、作用時間及磁場方向的變化規(guī)律。結(jié)果表明,隨磁場強(qiáng)度的增加,Fe3O4-CNTs顆粒成鏈和CNTs定向?qū)e3O4-CNTs磁流體熱導(dǎo)率增加先后起主導(dǎo)作用,在200mT時,Fe3O4-CNTs質(zhì)量濃度為0.4g/L的磁流體熱導(dǎo)率增大了9.73%；由于CNTs的各向異性,在一定磁場方向下,Fe3O4-CNTs形成的導(dǎo)熱網(wǎng)鏈?zhǔn)勾判约{米流體熱導(dǎo)率顯著增加；Fe304包覆在CNTs上由于CNTs具有較大的長徑比,能夠有效的降低Fe3O4-CNTs在磁場中鏈的長度以及成鏈速度,進(jìn)一步改善了基液的熱導(dǎo)率。測試了不同質(zhì)量濃度的水基CNTs納米流體在Re=5600-7000范圍內(nèi)的對流換熱系數(shù)(h)。結(jié)果表明,CNTs的加入增大了水的管內(nèi)h,改善了其傳熱特性。同時,CNTs的質(zhì)量濃度、流速和入口溫度是其強(qiáng)化對流換熱特性的重要因素。在流速為160L/h,入口溫度為32.5℃時,CNTs質(zhì)量濃度為1.2g/L的納米流體對流換熱系數(shù)增大了14.35%。
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【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.1;TQ127.11

【參考文獻(xiàn)】

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1 梁中麗;周艷;李慶領(lǐng);;石墨-水納米流體對流換熱特性的實(shí)驗(yàn)研究[J];青島科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年05期

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本文編號：1727883