發(fā)布時間：2017-10-09 22:05

  本文關(guān)鍵詞：減阻型納米流體在管內(nèi)換熱和流動阻力特性的研究

  更多相關(guān)文章： 納米流體 減阻流體 對流換熱 流動阻力 內(nèi)置扭帶管 水平圓管

【摘要】：減阻型納米流體能夠在增強流體對流換熱特性的同時減小流體在流動過程中的阻力。實驗測定了2000-18000的雷諾數(shù)范圍內(nèi),0-0.5%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的石墨、多壁碳納米管、A12O3、Cu、Al、Fe2O3、Zn納米粒子加入到100mg.kg-1-400mg.kg-1濃度的十六烷基三甲基氯化銨(CTAC)減阻劑中所制備的減阻型納米流體的對流換熱系數(shù)和流動阻力系數(shù)。對該種流體合適的配比組分和配制工藝進(jìn)行了探索,研究其對流換熱特性和流動特性的綜合性能表現(xiàn)。結(jié)果表明:在十六烷基三甲基氯化銨中加入水楊酸鈉(NaSal)與去離子水所配置的減阻劑具有很強的穩(wěn)定性和減阻特性。在水平圓管的實驗中,減阻劑濃度為200mg.kg-1時其減阻特性達(dá)到最優(yōu),在使用的眾多納米粒子中石墨和Cu納米粒子在增強對流換熱和減少流動阻力方面具有較佳的綜合表現(xiàn)。在內(nèi)置扭帶管的實驗中,減阻型Cu納米流體對流換熱系數(shù)是其在水平圓管中對流換熱系數(shù)的一倍左右,而流動阻力系數(shù)是水平圓管中減阻型Cu納米流體的10倍左右,表明內(nèi)置扭帶管有強化換熱的能力,但會額外增大流動阻力。歸納擬合了減阻型石墨納米流體在圓管內(nèi)的換熱關(guān)聯(lián)式和流動阻力關(guān)聯(lián)式以及減阻型Cu納米流體在圓管和內(nèi)置扭帶管中的換熱關(guān)聯(lián)式和流動阻力關(guān)聯(lián)式,結(jié)果表明:實驗所得出的數(shù)據(jù)其誤差均在15%以內(nèi),故換熱關(guān)聯(lián)式和流動阻力關(guān)聯(lián)式都成立,進(jìn)一步驗證了實驗數(shù)據(jù)的可靠性。當(dāng)石墨和Cu納米顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%時,減阻型石墨和Cu納米流體在水平圓管內(nèi)具有最佳的換熱和減阻特性,其綜合性能因子K(即減阻型納米流體強化對流換熱和減少流動阻力的綜合效果)分別是去離子水的5倍和14倍,所以減阻型Cu納米流體表現(xiàn)出具有更為廣闊的研究和應(yīng)用前景。然后將其應(yīng)用于扭轉(zhuǎn)比分別為2.5和4.5的內(nèi)置扭帶管中,發(fā)現(xiàn)它的最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%,此時其對流換熱效果和減阻效果達(dá)到最佳狀態(tài)即綜合性能因子K達(dá)到最大值,且分別約為去離子水的3倍和2倍。而且在這兩種換熱管的實驗中,不同濃度的減阻型Cu納米流體綜合性能因子K均大于1,表明其對流換熱強化效果強于流動阻力的減少效果,流體表現(xiàn)出更佳的強化換熱特性,而且也具有一定的減少流動阻力特性。
【關(guān)鍵詞】：納米流體 減阻流體 對流換熱 流動阻力 內(nèi)置扭帶管 水平圓管
【學(xué)位授予單位】：東北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK124
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 主要符號表11-13
• 第1章 緒論13-21
• 1.1 研究的背景及意義13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 納米流體研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 減阻流體的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.3 減阻性納米流體的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.4 內(nèi)置扭帶管的研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容19-21
• 第2章 減阻型納米流體的制備及穩(wěn)定性、物性分析21-28
• 2.1 減阻型納米流體的制備21-22
• 2.2 減阻型納米流體穩(wěn)定性分析22-25
• 2.2.1 透射比法分析22-23
• 2.2.2 沉降觀測法分析23-25
• 2.2.3 透射電鏡分析25
• 2.3 減阻型CU納米流體物性分析25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-28
• 第3章 減阻型納米流體流動和換熱特性實驗系統(tǒng)28-32
• 3.1 實驗系統(tǒng)28-30
• 3.2 實驗流程30
• 3.3 實驗誤差分析30-31
• 3.4 本章小結(jié)31-32
• 第4章 減阻型納米流體流動和換熱特性實驗分析32-48
• 4.1 實驗數(shù)據(jù)分析32-34
• 4.2 數(shù)據(jù)誤差分析34-35
• 4.3 實驗理論驗證35-38
• 4.4 實驗結(jié)果分析38-46
• 4.4.1 減阻劑濃度對去離子水換熱和流動特性的影響38-39
• 4.4.2 納米顆粒種類對減阻型納米流體換熱特性和流動特性的影響39-41
• 4.4.3 圓管內(nèi)減阻型石墨、Cu納米流體對流換熱和流動特性41-44
• 4.4.4 內(nèi)置扭帶管中減阻型Cu納米流體對流換熱和流動特性44-46
• 4.5 本章小結(jié)46-48
• 第5章 減阻型納米流體回歸方程驗證和綜合性能分析48-57
• 5.1 驗證回歸方程48-52
• 5.1.1 減阻型石墨納米流體回歸方程的驗證48-50
• 5.1.2 減阻型Cu納米流體回歸方程的驗證50-52
• 5.2 綜合性能分析52-55
• 5.2.1 減阻型石墨納米流體綜合性能分析53-54
• 5.2.2 減阻型Cu納米流體綜合性能分析54-55
• 5.3 本章小結(jié)55-57
• 結(jié)論57-59
• 參考文獻(xiàn)59-65
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文65-66
• 致謝66

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