【摘要】：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,能源的消耗逐年增加,環(huán)境污染日趨嚴重,因此為了節(jié)約能源,保護環(huán)境,太陽能的利用逐漸引起世界各國的關(guān)注。由于納米流體具有良好的光譜吸收特性,導(dǎo)熱性能以及傳熱性能,因此作為太陽能集熱器的集熱工質(zhì)具有重要的實際意義。關(guān)于納米流體輻射特性的研究,國內(nèi)外學(xué)者主要集中在理論研究和實驗研究兩個方面。然而實際問題中,納米流體的穩(wěn)定性會隨著時間的推移而逐漸減弱,最終會出現(xiàn)顆粒團聚分層現(xiàn)象。針對此現(xiàn)象,本文做了相關(guān)的模擬工作,對具有梯度折射率的納米流體進行了輻射特性以及傳熱性能的理論研究。并為了使納米流體具有更好的吸熱效果,通過人為調(diào)控對其進行了分層處理,并進行了相關(guān)模擬計算。本文利用數(shù)值模擬計算的手段,分別建立了一維平板模型和二維方腔模型,來模擬納米流體的輻射特性以及傳熱特性。對比分析了非均勻納米流體與均勻納米流體的吸熱效果,并考慮不同因素對非均勻納米流體的影響,做了不同種類納米流體的吸熱優(yōu)化對比分析。研究結(jié)果表明:對于納米流體的輻射特性,當(dāng)SiO_2-H_2O納米流體具有梯度折射率之后,其吸收率較均勻條件下而言有了明顯的提升,且折射率梯度、質(zhì)量分數(shù)以及粒徑的增大都會在一定程度上加強納米流體對太陽輻射的吸收,其中折射率梯度和質(zhì)量分數(shù)影響更加明顯,粒徑過度增大反而對吸收率沒有提升的效果;對納米流體進行分層處理之后,吸熱效果也具有一定的提升,而且質(zhì)量分數(shù)的分層條件吸收效果更佳明顯;對于傳熱特性,梯度折射率的加入同樣使得納米流體的溫度有了明顯的提升,在非均勻條件下,流體平均溫度隨著折射率梯度、質(zhì)量分數(shù)以及顆粒粒徑的增大而增大,且分層之后納米流體溫度同樣出現(xiàn)明顯的提升;同時對比分析了SiO_2、TiO_2,ZrC三種納米流體的集熱效果,結(jié)果顯示ZrC的吸熱能力最強,SiO_2最弱。
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TB383.1;TK124

【參考文獻】

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本文編號：2612654