本文關(guān)鍵詞：銀納米流體的制備及其性能研究

  更多相關(guān)文章： 納米流體 粒徑可控 導(dǎo)熱系數(shù) 粘度 理論模型

【摘要】：納米流體是指以一定的方式(如超聲震蕩、機械攪拌等)和比例在液體介質(zhì)(如水、乙二醇、導(dǎo)熱油等)中加入納米級別的金屬、金屬氧化物、非金屬、碳化物、氮化物或納米管等顆粒而形成的一種具有較高導(dǎo)熱性能的新型換熱工質(zhì)。納米流體在熱能、微通道電子、化學(xué)化工、車輛、航天航空等領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用前景,因此成為許多領(lǐng)域的研究熱點。本論文針對不同形貌銀-水納米流體的制備與表征、導(dǎo)熱性能以及流變性行為展開分析,主要研究分析內(nèi)容包括以下幾個方面:1.以檸檬酸鈉(TSC)、抗壞血酸(AA)為還原劑,通過一步濕化學(xué)法成功的制備了不同質(zhì)量分數(shù)(0.0008~0.0032wt%)的球形銀(20~60nm)-水納米流體;以硼氫化鈉(NaBH4)、檸檬酸鈉(TSC)為還原劑,采用一步法制備了質(zhì)量分數(shù)為0.0016wt%的片狀銀-水納米流體;通過超聲分散的方法將銀納米線均勻的分散到水中,制備了不同質(zhì)量分數(shù)(0.0016~0.0124wt%)的線狀銀-水納米流體。2.通過UV/Vis、TEM、SEM以及XRD等分析測試技術(shù),研究了合成條件對納米流體產(chǎn)物形貌、粒徑的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:(1)所制備的銀納米顆粒形貌分別為球形、片狀以及線狀結(jié)構(gòu);(2)可以實現(xiàn)球形銀納米粒子粒徑的可控制備,并且簡要的分析了其生長機理,即反應(yīng)速率的大小決定我們制備球形銀納米顆粒的粒徑,反應(yīng)速率越快成核密度越大,粒徑越小;(3)所制備的納米流體分散均勻,穩(wěn)定性優(yōu)良。3.利用以瞬態(tài)熱線法為原理的KD2 Pro熱物性分析儀,分別測定了球形、線狀以及片狀銀-水納米流體在不同質(zhì)量分數(shù)(球形為0.0008~0.0032wt%,線狀為0.0016~0.1024wt%,片狀為0.0016wt%)、不同溫度下(20~60℃)的導(dǎo)熱系數(shù)。在此基礎(chǔ)上,分析了粒徑、質(zhì)量分數(shù)、形貌以及溫度等對銀-水納米流體導(dǎo)熱系數(shù)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):(1)含有粒徑為22nm的球形銀-水納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)比含有40nm的高出約6.19%,由此說明銀納米粒子的粒徑越小納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)越高;(2)在30℃時,球形銀-水納米流體的質(zhì)量分數(shù)由0.0008wt%提高到0.0032wt%,其導(dǎo)熱系數(shù)由9.67%增加到14.43%;(3)在20~60℃的溫度范圍內(nèi),當線狀銀-水納米流體的質(zhì)量分數(shù)為0.0016wt%時,其導(dǎo)熱系數(shù)分別提高了7.57%~35.95%;(4)在20℃、質(zhì)量分數(shù)為0.0016wt%時,球形、線狀及片狀銀-水納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)分別提高了10.5%、7.57%和5.33%。在此基礎(chǔ)上,將實際測量值與理論模型值進行比較,深入了解納米流體換熱強化機理。4.采用博勒飛DV2T粘度計分別測定了在質(zhì)量分數(shù)不同的條件下三種形貌納米流體的粘度。結(jié)果顯示:制備的三種形貌納米流體均為牛頓流體,且其粘度隨質(zhì)量分數(shù)的增加而增大。三者中,球形銀-水納米流體的粘度最低,流動性良好。在此基礎(chǔ)上,將線狀銀-水納米流體的實際測量值與粘度理論模型的計算值比較,進一步來加深各因素對納米流體粘度的影響程度的認識。
【關(guān)鍵詞】：納米流體 粒徑可控 導(dǎo)熱系數(shù) 粘度 理論模型
【學(xué)位授予單位】：濟南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1;TQ131.22
【目錄】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第一章 緒論12-24
• 1.1 引言12
• 1.2 納米流體體系研究12-14
• 1.3 納米流體制備方法研究14-16
• 1.3.1 一步法14-15
• 1.3.2 兩步法15-16
• 1.4 納米流體穩(wěn)定性研究16-18
• 1.4.1 pH值的影響16-17
• 1.4.2 分散劑的影響17
• 1.4.3 其他影響因素17-18
• 1.5 納米流體導(dǎo)熱性能研究18-20
• 1.5.1 納米流體導(dǎo)熱系數(shù)的影響因素18-19
• 1.5.2 納米流體導(dǎo)熱機理的研究19-20
• 1.6 納米流體流變性能的影響因素研究20
• 1.7 納米流體在傳熱領(lǐng)域的應(yīng)用研究20-21
• 1.8 本課題的研究內(nèi)容及研究意義21-24
• 1.8.1 課題的研究內(nèi)容21-22
• 1.8.2 課題的研究意義22-24
• 第二章 銀-水納米流體的制備及表征分析24-44
• 2.1 引言24-25
• 2.2 實驗部分25-26
• 2.2.1 試劑25
• 2.2.2 實驗儀器25-26
• 2.3 銀-水納米流體的制備26-27
• 2.3.1 球形銀-水納米流體的制備26
• 2.3.2 片狀銀-水納米流體的制備26
• 2.3.3 線狀銀-水納米流體的制備26-27
• 2.3.4 樣品的表征方法27
• 2.4 結(jié)果與討論27-41
• 2.4.1 球形銀-水納米流體的分析27-36
• 2.4.1.1 氯化鈉濃度對球形銀-水納米流體的影響27-30
• 2.4.1.2 檸檬酸鈉濃度對球形銀-水納米流體的影響30-32
• 2.4.1.3 抗壞血酸濃度對球形銀-水納米流體的影響32-34
• 2.4.1.4 硝酸銀濃度對球形銀-水納米流體的影響34-35
• 2.4.1.5 不同還原劑摩爾比對球形銀-水納米流體的影響35-36
• 2.4.2 片狀銀-水納米流體的分析36-38
• 2.4.3 線狀銀-水納米流體的分析38-41
• 2.5 本章小結(jié)41-44
• 第三章 納米流體導(dǎo)熱性能研究44-56
• 3.1 納米流體導(dǎo)熱性能的概述44-48
• 3.1.1 納米流體導(dǎo)熱系數(shù)測量44-45
• 3.1.2 誤差分析45-48
• 3.1.2.1 功率變化引起的誤差45-46
• 3.1.2.2 導(dǎo)線熱容引起的誤差46
• 3.1.2.3 有限外邊界的影響46
• 3.1.2.4 實驗參數(shù)測量誤差的影響46-47
• 3.1.2.5 輻射換熱的影響47
• 3.1.2.6 端部散熱的影響47
• 3.1.2.7 誤差估計47-48
• 3.2 納米流體導(dǎo)熱系數(shù)分析48-52
• 3.2.1 納米顆粒的粒徑對納米流體導(dǎo)熱系數(shù)的影響48
• 3.2.2 納米顆粒的固含量對納米流體導(dǎo)熱系數(shù)的影響48-49
• 3.2.3 溫度對納米流體導(dǎo)熱系數(shù)的影響49-51
• 3.2.4 形貌對納米流體導(dǎo)熱系數(shù)的影響51-52
• 3.3 納米流體導(dǎo)熱系數(shù)的理論分析52-54
• 3.3.1 納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)模型52-53
• 3.3.2 納米流體導(dǎo)熱系數(shù)的理論分析53-54
• 3.4 本章小結(jié)54-56
• 第四章 納米流體的流變特性研究56-64
• 4.1 納米流體流變性能概述56-57
• 4.2 納米流體流變性能的測量57-58
• 4.3 納米流體的流變性能58-62
• 4.3.1 球形銀-水納米流體的流變特性58-59
• 4.3.2 線狀銀-水和片狀納米流體的流變特性59-60
• 4.3.3 不同形貌的銀-水納米流體在相同質(zhì)量分數(shù)下的流變行為60-62
• 4.4 本章小結(jié)62-64
• 第五章 結(jié)論與展望64-66
• 5.1 結(jié)論64-65
• 5.2 展望65-66
• 參考文獻66-74
• 致謝74-76
• 附錄76

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