【摘要】：納米流體是在常規(guī)液體里添加納米級顆�；蚶w維后形成的新型流體,可有效改變基液的傳熱特性和光學(xué)性質(zhì),在太陽能領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文利用兩步法制備了碳納米管-水、氧化銅-水、氧化銅/碳納米管-水和含相變微膠囊的碳納米管-乙醇水溶液四種類型納米流體。利用分光光度計測試其透射率,研究分析各參數(shù)對納米流體穩(wěn)定性的影響,并通過室內(nèi)外悶曬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)地研究了納米流體的光熱轉(zhuǎn)換特性。主要研究結(jié)果表明:(1)當(dāng)碳納米管質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0~0.01%時,其透射率隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而降低;繼續(xù)增大質(zhì)量分?jǐn)?shù),透射率幾乎保持不變,因此本文將0.01wt%視為飽和濃度。氧化銅-水納米流體的透射率隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)(0~0.25%)的增加而下降,且添加碳納米管后可顯著降低同濃度下氧化銅-水納米流體的透射率。(2)室內(nèi)悶曬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)碳納米管-水納米流體的最佳光熱轉(zhuǎn)化的質(zhì)量濃度為0.01%,光照45分鐘后最佳濃度下的納米流體溫升與水相比提高了約15.1℃。另外,較低濃度納米流體的光熱轉(zhuǎn)換性能隨光照次數(shù)的增加而提高,但濃度較高時則相反。(3)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)氧化銅-水納米流體的光熱轉(zhuǎn)換性能隨氧化銅濃度的增大而增強(qiáng),單層玻璃管內(nèi)氧化銅-水納米流體與純水的最高溫差約6.0℃,雙層真空玻璃管則升高至9.2℃。同時,納米流體溫度隨著光程的增大而減小。在1 cm光程處,相同時刻納米流體的溫度隨著濃度的增大而升高;而在9 cm處,納米流體溫度變化則與之相反。在1 cm處,光照45分鐘時納米流體與水的溫差最大約6.8℃,集熱效率最大且提升30.4%。(4)當(dāng)氧化銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%和0.025%時,混合納米流體溫度隨著碳納米管質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而升高;當(dāng)氧化銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%、0.1%和0.25%時,混合納米流體溫度隨著碳納米管質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大先升后降。在碳納米管納米流體中加入相變微膠囊會削弱混合納米流體的光吸收性能,且該混合納米流體的溫升速度隨著相變微膠囊質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而減小。(5)室外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)溫度變化過程可分為快速升溫、緩慢升溫至穩(wěn)態(tài)和降溫三個階段。實(shí)驗(yàn)所用的三種納米流體均存在最佳質(zhì)量濃度,碳納米管納米流體為0.01%,與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)一致;氧化銅納米流體為0.1%,混合納米流體為碳納米管0.005%+氧化銅0.05%,均與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不一致。這與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)光照時間短、模擬太陽光和真實(shí)太陽光存在一定差別有關(guān)。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB383.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2535736