本文關(guān)鍵詞：納米顆粒及分散劑對(duì)重力熱管傳熱性能強(qiáng)化作用的實(shí)驗(yàn)研究　出處：《江蘇大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：重力熱管是我國(guó)工業(yè)上應(yīng)用范圍較廣的換熱元件,其內(nèi)部傳熱機(jī)理十分復(fù)雜,涉及到自然對(duì)流蒸發(fā)、核態(tài)沸騰以及層流膜狀凝結(jié)等多種傳熱模式。本文在總結(jié)和分析了大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,將納米流體應(yīng)用于重力熱管,著重研究在納米流體制備過程中所添加的分散劑以及納米顆粒對(duì)熱管啟動(dòng)性能和傳熱熱性能強(qiáng)化作用的影響。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)理論分析了納米顆粒在納米流體中所受的作用力,結(jié)合DLVO理論,分析了納米流體不穩(wěn)定的原因,并研究了分散劑的加入和基液的物理性質(zhì)對(duì)納米顆粒懸浮穩(wěn)定性的影響。(2)采用兩步法制備了質(zhì)量濃度為1%的Al_2O_3-H_2O和SiO_2-H_2O納米流體,選用十二烷基硫酸鈉(SDS)和阿拉伯樹膠(AG)作為添加劑。采用濁度法對(duì)制得的納米流體穩(wěn)定性進(jìn)行表征,主要分析了超聲分散時(shí)間,添加劑的種類和濃度對(duì)納米流體穩(wěn)定性的影響。采用圓環(huán)法測(cè)試了SDS和AG水溶液的表面張力,分析得出了SDS水溶液在25℃時(shí)的臨界膠束濃度,結(jié)合納米流體穩(wěn)定性的分析結(jié)果,給出了本實(shí)驗(yàn)條件下采用不同分散劑時(shí)兩種納米流體的最佳制備方式。(3)設(shè)計(jì)并搭建了重力熱管性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái),對(duì)不同工質(zhì)的熱管進(jìn)行啟動(dòng)性能和傳熱性能測(cè)試,通過對(duì)比熱管的啟動(dòng)時(shí)間,蒸發(fā)段和冷凝段的啟動(dòng)溫度,穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)管壁溫度分布以及總熱阻的大小,分析各工質(zhì)對(duì)熱管性能強(qiáng)化作用的高低。研究表明:添加了納米流體的熱管,啟動(dòng)時(shí)間較傳統(tǒng)水熱管明顯縮短,蒸發(fā)段和冷凝段溫差減小,等溫性能較好。添加劑對(duì)熱管性能的影響不能忽略,在低熱流密度工況下,采用何種分散劑的納米流體熱管性能差別不大,但隨著熱流密度的提高,采用SDS作為分散劑的熱管性能明顯優(yōu)于采用AG作為分散劑的納米流體熱管。(4)結(jié)合重力熱管內(nèi)部傳熱機(jī)理,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行理論分析。納米顆粒的加入,增大了工質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù),納米顆粒的熱運(yùn)動(dòng),又增強(qiáng)了工質(zhì)的內(nèi)部擾動(dòng),強(qiáng)化了重力熱管對(duì)流換熱性能;分散劑SDS的加入,會(huì)降低工質(zhì)的表面張力,增強(qiáng)潤(rùn)濕性,使氣泡的脫離變得更為容易,強(qiáng)化了重力熱管核態(tài)沸騰換熱性能。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK124;TK172.4

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