混合不同濃度的3類分散劑——Tween 20,PVP,SDS,和10 nm氧化鋁納米顆粒流體作為工質(zhì),開展噴霧冷卻傳熱特性的試驗(yàn)研究,分析分散劑種類和濃度對傳熱效果的影響。研究結(jié)果表明:分散劑能夠提升納米流體的噴霧冷卻傳熱能力,每一種分散劑均存在最佳濃度使對應(yīng)的噴霧冷卻強(qiáng)化效果最好。分散劑Tween 20的最佳濃度為0.45×10^-5,比納米顆粒水溶液平均換熱系數(shù)提升了16.5%,分散劑PVP的最佳濃度為3×10^-4,平均換熱系數(shù)提升了19.1%,SDS的最佳濃度為8×10^-4,平均換熱系數(shù)提升了64.1%。3種分散劑中,SDS的傳熱強(qiáng)化效果最佳,這與其作為陰離子分散劑的分散原理有關(guān)。 

【文章來源】：流體機(jī)械. 2020,48(12)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

試驗(yàn)系統(tǒng)原理

試驗(yàn)中的加熱裝置如圖2所示，用加熱器加熱銅柱，銅柱周圍用陶瓷纖維棉做絕熱處理。在靠近發(fā)熱壁面縱向分別相距1,5,9 mm的截面上布置了3層T型熱電偶，用來測量發(fā)熱壁面附近的溫度以計(jì)算其溫度梯度。每一層截面上，分別在中心及距銅柱中心2,4 mm的位置上布置了3個(gè)熱電偶，它們之間的夾角為120°。根據(jù)測得的溫度數(shù)據(jù)，將銅柱的軸向溫度梯度外推可以得到發(fā)熱壁面的溫度分布，然后根據(jù)傅里葉導(dǎo)熱定律可以計(jì)算得出發(fā)熱壁面的熱流密度。由于發(fā)熱表面的溫度不易直接測量，本文將發(fā)熱表面附近各層的溫度外推，通過插值的方法計(jì)算出表面溫度：

從傳熱性能上看，在不使用分散劑的情況下，納米顆粒水溶液的傳熱效果比純水更弱，這是因?yàn)榧{米顆粒之間容易相互吸附形成納米微團(tuán)，顆粒吸附并沉積到加熱表面上，形成熱阻，降低傳熱效果。3種分散劑的加入對比納米顆粒單獨(dú)作用，工質(zhì)傳熱能力明顯增強(qiáng)，這是由于添加分散劑后，團(tuán)聚效應(yīng)得到了抑制，提高了流體的分散穩(wěn)定性。分散劑還能降低納米流體懸浮液的表面張力，提高潤濕性和接觸角[16]，這些改變對噴霧冷卻的換熱結(jié)果具有積極影響。從圖3還可以看出，3種分散劑的強(qiáng)化作用存在差異，與水的傳熱能力相比，SDS有顯著提升。2.2 分散劑濃度的影響

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號：3394940