本文關(guān)鍵詞：納米流體液滴蒸發(fā)過程及顆粒沉積圖案的研究

  更多相關(guān)文章： Al_2O_3-H_2O納米流體 坐滴 蒸發(fā)模式 沉積圖案

【摘要】：納米流體液滴蒸發(fā)由于它在表面涂層、液體噴霧、表面圖案結(jié)構(gòu)等方面的廣泛應(yīng)用,目前得到廣泛的關(guān)注,被視為一種潛力巨大的新型工質(zhì)。液滴蒸發(fā)現(xiàn)象在自然界和人類活動中普遍存在,看似簡單的蒸發(fā)過程實際包含了復(fù)雜的傳熱傳質(zhì)過程,納米流體由于在導(dǎo)熱性方面的優(yōu)越性能使其在眾多領(lǐng)域有應(yīng)用,如高集成度微型化電子產(chǎn)品的超高冷卻技術(shù)。然而伴隨液滴蒸發(fā)又產(chǎn)生一系列諸如流動阻力增大、顆粒沉積阻塞等新的問題,因此弄清納米流體液滴蒸發(fā)的機(jī)理及內(nèi)部流動形式有重要的研究意義。本文主要研究了去離子水為基液的氧化鋁納米流體(Al_2O_3-H_2O)液滴蒸發(fā)行為。包括不同粒徑種類(10nm,50nm,100nm)、不同質(zhì)量濃度(0.05%,0.2%,1%)的納米顆粒在不同材質(zhì)底板上(銅片、鐵片、玻璃片)并改變底板溫度條件(30℃,40℃,50℃,60℃)下的蒸發(fā)現(xiàn)象。包括純液滴及不同濃度的納米流體液滴在蒸發(fā)過程中接觸角和三相線隨時間的變化曲線,跟蹤拍攝了液滴在整個蒸發(fā)過程中的輪廓變化情況。同時與未添加納米顆粒的純基液即去離子水在相同條件下的蒸發(fā)行為作比較,得出納米流體液滴的蒸發(fā)模式,以及納米顆粒的加入對蒸發(fā)機(jī)制的影響。在納米流體蒸發(fā)結(jié)束后,用顯微鏡對底板沉積圖案加以觀察和分析,得到三種主要的沉積圖案形式,并計算了馬蘭格尼數(shù),結(jié)合顆粒沉積圖案的變化推測液滴內(nèi)部的流動模式。實驗的主要結(jié)論如下:一、納米流體顆粒分布與其標(biāo)示值不完全一致,而是在標(biāo)示值的一定范圍內(nèi)有所波動,納米流體顆粒的團(tuán)聚會使部分粒徑達(dá)到微米量級。三種底板的粗糙度都是納米量級的。且底板粗糙度值由大到小依次為鐵板、銅板和玻璃板。二、液滴蒸發(fā)的實驗結(jié)果表明,底板的表面性質(zhì),如粗糙度,親水性都會對影響液滴的蒸發(fā)模式。在粗糙度較大的鐵板上,會出現(xiàn)較多次數(shù)的粘滑運(yùn)動,而相對光滑的玻璃底板上,液滴更趨向于三相線固著模式的蒸發(fā)。納米顆粒的加入會改變底板特性從而使蒸發(fā)模式有所變化,納米顆粒的沉積使液滴固著現(xiàn)象更加明顯。對于親水性底板材料,平衡接觸角大幅小于疏水底板值。隨溫度的升高,平衡接觸角整體是呈下降的趨勢,較高的溫度使邊緣處的液滴受到更大的毛細(xì)力,強(qiáng)化了液滴的鋪展。三、液滴蒸干后沉積圖案的影響因素包括底板溫度、顆粒粒徑、納米流體濃度等參數(shù)。實驗中大致觀察到四種沉積圖案,分別是咖啡圈型圖案、同心圓型圖案、均勻型圖案和咖啡圈內(nèi)嵌中心沉積型圖案。根據(jù)實驗結(jié)果計算馬蘭格尼數(shù)及其變化趨勢可以較好的解釋液滴沉積圖案的模式及其內(nèi)部流動形式的變化。
【關(guān)鍵詞】：Al_2O_3-H_2O納米流體 坐滴 蒸發(fā)模式 沉積圖案
【學(xué)位授予單位】：天津商業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 前言9-21
• 1.1 納米流體液滴蒸發(fā)研究背景9-10
• 1.1.1 納米流體研究背景9
• 1.1.2 液滴蒸發(fā)研究背景9-10
• 1.2 納米流體的液滴蒸發(fā)理論及研究進(jìn)展10-14
• 1.2.1 理論基礎(chǔ)10-12
• 1.2.2 納米液滴蒸發(fā)動力理論12-14
• 1.3 液滴內(nèi)部流動及顆粒沉積圖案的研究進(jìn)展14-18
• 1.3.1 Marangoni效應(yīng)15-16
• 1.3.2 液滴蒸發(fā)后顆粒沉積圖案的研究16-18
• 1.4 固著液滴蒸發(fā)的應(yīng)用18-20
• 1.5 主要研究內(nèi)容20-21
• 第二章 實驗儀器、操作與材料性質(zhì)21-31
• 2.1 納米流體的配制21
• 2.1.1 配制溶液實驗操注意事項21
• 2.2 納米流體顆粒分布檢測21-26
• 2.2.1 實驗儀器組成及測量原理21-23
• 2.2.2 實驗操作及注意事項23-24
• 2.2.3 儀器精度檢測24
• 2.2.4 實驗用納米流體顆粒分布測量24-26
• 2.3 底板材料的準(zhǔn)備26-28
• 2.3.1 底板表面特性分析26-28
• 2.4 液滴蒸發(fā)過程的實驗儀器及操作過程28-31
• 2.4.1 實驗儀器與參數(shù)28-29
• 2.4.2 實驗方法步驟29
• 2.4.3 實驗操作注意事項29-31
• 第三章 液滴蒸發(fā)過程的實驗研究31-63
• 3.1 去離子水純基液在三種底板上的蒸發(fā)演變過程31-41
• 3.1.1 去離子水液滴在鐵板的蒸發(fā)31-36
• 3.1.2 去離子水在銅板的蒸發(fā)過程分析36-38
• 3.1.3 去離子水在玻璃底板的蒸發(fā)過程分析38-41
• 3.2 含氧化鋁納米顆粒的納米流體蒸發(fā)模式結(jié)果及分析41-48
• 3.2.1 納米流體在金屬底板（鐵板）上蒸發(fā)模式結(jié)果分析41-45
• 3.2.2 納米流體在玻璃底板上蒸發(fā)模式結(jié)果分析45-48
• 3.3 不同濃度納米流體液滴蒸發(fā)模式的結(jié)果與討論48-58
• 3.3.1 濃度為 0.2%的納米流體液滴在鐵片底板的蒸發(fā)過程分析48-51
• 3.3.2 濃度為 1%的納米流體液滴在鐵片底板的蒸發(fā)過程分析51-54
• 3.3.3 濃度為 0.2 %的納米流體液滴在玻璃底板的蒸發(fā)過程分析54-56
• 3.3.4 濃度為 1%納米流體液滴在玻璃底板的蒸發(fā)過程分析56-58
• 3.4 液滴平衡接觸角的結(jié)果與分析58-63
• 第四章 納米流體液滴蒸干后沉積圖案的研究63-73
• 4.1 實驗儀器63
• 4.2 實驗結(jié)果及分析63-70
• 4.2.1 粒徑為 10nm的納米流體蒸發(fā)顆粒沉積結(jié)果及分析64-66
• 4.2.2 粒徑為 50nm的納米流體蒸發(fā)顆粒沉積結(jié)果及分析66-68
• 4.2.3 粒徑為 100nm的納米流體蒸發(fā)顆粒沉積結(jié)果及分析68-70
• 4.3 影響蒸干圖案的參數(shù)分析和Maragoni數(shù)計算70-73
• 第五章 總結(jié)與展望73-76
• 5.1 總結(jié)73-75
• 5.2 展望與建議75-76
• 參考文獻(xiàn)76-81
• 發(fā)表論文及參加科研情況說明81-82
• 致謝82-83

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3 郭守柱;黎陽;姜繼森;;納米流體輸運(yùn)性質(zhì)研究進(jìn)展[J];上海第二工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2009年01期

4 云中客;;納米流體的熱輸運(yùn)[J];物理;2009年07期

5 李長江;尹衍升;;納米流體流變特性研究最新進(jìn)展[J];山東陶瓷;2009年03期

6 孟照國;張燦英;;納米流體的研究進(jìn)展及其關(guān)鍵問題[J];材料導(dǎo)報;2010年01期

7 王良虎;向軍;李菊香;;納米流體的穩(wěn)定性研究[J];材料導(dǎo)報;2011年S1期

8 馮逸晨;顏紅俠;賈園;;納米流體在摩擦領(lǐng)域中的應(yīng)用[J];材料開發(fā)與應(yīng)用;2012年06期

9 史保新;劉良德;鄧晨冕;;納米流體在制冷及冷卻中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報;2012年S2期

10 賈莉斯;彭嵐;陳穎;莫松平;李震;;納米流體凝固和熔融相變過程的研究[J];工程熱物理學(xué)報;2013年02期

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1 陳今茂;易如娟;;納米流體及其在冷卻液中的應(yīng)用[A];中國汽車工程學(xué)會燃料與潤滑油分會第13屆年會論文集[C];2008年

2 程波;杜塏;張小松;牛曉峰;;氨水—納米炭黑納米流體的穩(wěn)定性研究[A];第五屆全國制冷空調(diào)新技術(shù)研討會論文集[C];2008年

3 洪歡喜;武衛(wèi)東;盛偉;劉輝;張華;;納米流體制備的研究進(jìn)展[A];第五屆全國制冷空調(diào)新技術(shù)研討會論文集[C];2008年

4 劉益?zhèn)?陳曦;;納米流體增強(qiáng)防護(hù)結(jié)構(gòu)[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

5 沙麗麗;巨永林;唐鑫;;納米流體在強(qiáng)化對流換熱實驗中的應(yīng)用研究進(jìn)展[A];上海市制冷學(xué)會2013年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2013年

6 劉四美;武衛(wèi)東;武潤宇;韓志明;;氧化鋅納米流體對氨水降膜吸收影響的實驗研究[A];走中國創(chuàng)造之路——2011中國制冷學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

7 錢明;沈中華;陸健;倪曉武;李強(qiáng);宣益民;;激光照射納米流體形成散斑的數(shù)值模擬研究[A];光子科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化——長三角光子科技創(chuàng)新論壇暨2006年安徽博士科技論壇論文集[C];2006年

8 吳恒安;王奉超;;納米流體提高驅(qū)油效率的微力學(xué)機(jī)理研究[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

9 劉崇;李志剛;;納米流體力學(xué)初探及應(yīng)用[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

10 王志陽;楊文建;聶雪麗;楊懷玉;;瞬態(tài)熱絲法測量納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)[A];2007高技術(shù)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會暨《材料導(dǎo)報》編委會年會論文集[C];2007年

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1 涵薏;新型換熱介質(zhì)研制的領(lǐng)軍者[N];上�？萍紙�;2010年

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1 何欽波;外加磁場強(qiáng)化磁性納米流體的光熱特性及機(jī)理研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 Umer Farooq;納米流動的邊界層流的同論分析解[D];上海交通大學(xué);2014年

3 姜勇越;多相流流動與傳熱的數(shù)值研究[D];北京科技大學(xué);2016年

4 張朝立;納米流體幾種典型流動傳熱問題的近似解析和數(shù)值研究[D];北京科技大學(xué);2015年

5 馮釗贊;納米流體及納米表面的管內(nèi)對流強(qiáng)化傳熱[D];浙江大學(xué);2015年

6 江海峰;納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)理論模型及其中高溫實驗研究[D];清華大學(xué);2015年

7 趙光普;微管道中納米流體流動及傳熱研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2016年

8 朱海濤;納米流體的制備、穩(wěn)定及導(dǎo)熱性能研究[D];山東大學(xué);2005年

9 彭小飛;車用散熱器中納米流體高溫傳熱基礎(chǔ)問題研究[D];浙江大學(xué);2007年

10 趙佳飛;納米流體輻射特性機(jī)理研究及其在太陽能電熱聯(lián)用系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 宋玲利;鋁納米流體集熱工質(zhì)的制備與性能研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2011年

2 李長江;納米流體的制備、表征及性能研究[D];中國海洋大學(xué);2009年

3 王輝;納米流體導(dǎo)熱及輻射特性研究[D];浙江大學(xué);2010年

4 管延祥;應(yīng)用于熱管的納米流體熱物性參數(shù)的研究[D];濟(jì)南大學(xué);2010年

5 孫通;納米流體管內(nèi)層流流動特性的實驗研究[D];東北電力大學(xué);2013年

6 張國龍;納米流體強(qiáng)化傳熱機(jī)理及數(shù)學(xué)模型的研究[D];青海大學(xué);2015年

7 王瑞星;Al_2O_3-H_2O納米流體蓄冷運(yùn)輸箱內(nèi)溫度場特性的研究[D];天津商業(yè)大學(xué);2015年

8 李振威;變物性納米流體傳熱傳質(zhì)機(jī)理研究[D];大連海事大學(xué);2016年

9 張小龍;含氧燃料表面張力實驗研究及黏度實驗系統(tǒng)研制[D];太原理工大學(xué);2016年

10 宮玉英;導(dǎo)熱油基納米流體的制備與物理性能研究[D];濟(jì)南大學(xué);2015年

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