納米流體的制備及其在脈動熱管中的應用
發(fā)布時間:2017-05-20 04:11
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【摘要】:納米流體是在液體介質(zhì)中按照一定比例和方式添加金屬或非金屬納米粒子,而形成的新型傳熱工質(zhì),較其他傳統(tǒng)液體傳熱工質(zhì)而言有較高的導熱性。將納米流體工質(zhì)應用于傳熱元件脈動熱管中,能提高該元件的傳熱性能。 本文主要將碳納米管和納米銅粉添加于基液中,制備成均勻穩(wěn)定分散的納米流體懸浮液,測量其導熱系數(shù),分析其導熱性能,并將制備的納米流體應用于脈動熱管中形成納米流體脈動熱管,分析其傳熱性能。本文究旨在于將納米流體應用于傳熱領域,在納米技術的應用范圍上更進一步,探索納米技術在熱能工程領域的基礎性問題,對高性能傳熱設備的研發(fā)起到一定作用。 本文主要研究內(nèi)容包括: 1.采用兩步法制備不同體積份額,不同基液的碳納米管納米流體和納米銅粉納米流體。改變其體積份額及PH值,利用不同超聲方式對其進行不同時間超聲分散,力求達到更穩(wěn)定的分散效果。利用電位分析,吸光度法,透射電鏡掃描等方法對懸浮液穩(wěn)定性進行表征,討論最佳分散條件,探究納米流體的穩(wěn)定性機理。結果表明,納米流體懸浮穩(wěn)定性不僅與納米顆粒的屬性和基液種類有關,與納米顆粒間相互作用也有密不可分的關系。 2.利用瞬態(tài)熱線法測量儀器對納米流體進行導熱系數(shù)的測量,測量了Cu-水納米流體,Cu-丙酮納米流體,CNTs-水納米流體,CNTs-丙酮納米流體的導熱系數(shù)。通過對比不同體積分數(shù)和不同溫度條件下的測量結果,分析了納米粒子體積分數(shù)、溫度、粒子屬性等因素對納米流體導熱系數(shù)的影響。實驗結果表明,納米流體的導熱系數(shù)與基液性質(zhì)、納米流體溫度、粒子體積分數(shù)等因素有關。 3.實驗研究了不同加熱功率的納米流體工質(zhì)脈動熱管的傳熱特性,分析了溫度、熱阻變化和脈動振蕩規(guī)律。實驗結果表明,體積分數(shù)0.1%的CNTs-丙酮納米流體和體積分數(shù)0.55%的Cu-丙酮納米流體均能不同程度地強化熱管的傳熱性能,0.1%CNTs-丙酮納米流體強化傳熱效果更好,主要體現(xiàn)在工作溫度更低,熱阻更小,啟動時間更短。
【關鍵詞】:碳納米管 納米銅粉 納米流體 脈動熱管
【學位授予單位】:南京理工大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2014
【分類號】:TB383.1;TK172.4
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-7
- 主要符號說明7-8
- 目錄8-10
- 1 緒論10-20
- 1.1 引言10-11
- 1.2 納米流體的研究現(xiàn)狀11-16
- 1.2.1 納米流體的制備方法11-13
- 1.2.2 納米流體的導熱系數(shù)13-15
- 1.2.3 納米流體導熱系數(shù)的理論模型15-16
- 1.3 納米流體脈動熱管研究現(xiàn)狀16-19
- 1.4 本文研究內(nèi)容19-20
- 2 納米流體制備及其穩(wěn)定性分析20-35
- 2.1 實驗材料及實驗儀器21-23
- 2.2 納米流體的制備與表征23-33
- 2.2.1 碳納米管納米流體的制備與表征24-28
- 2.2.2 納米銅粉納米流體的制備與表征28-32
- 2.2.3 納米流體穩(wěn)定性機理分析32-33
- 2.3 本章小結33-35
- 3 納米流體導熱性能的研究分析35-44
- 3.1 導熱系數(shù)測量儀精度35
- 3.2 測量結果與分析35-43
- 3.2.1 體積分數(shù)對納米流體導熱系數(shù)的影響36-40
- 3.2.2 溫度對納米流體導熱系數(shù)的影響40-43
- 3.3 本章小結43-44
- 4 納米流體在脈動熱管中的應用研究44-56
- 4.1 實驗系統(tǒng)和裝置44-46
- 4.2 實驗步驟與內(nèi)容46
- 4.3 誤差分析46-47
- 4.4 實驗數(shù)據(jù)計算與分析47-55
- 4.4.1 不同工質(zhì)脈動熱管溫差比較47-49
- 4.4.2 不同工質(zhì)脈動熱管熱阻比較49-50
- 4.4.3 脈動熱管溫度波動特性分析50-55
- 4.5 本章小結55-56
- 5 展望56-58
- 5.1 結論56
- 5.2 展望56-58
- 致謝58-59
- 參考文獻59-64
【參考文獻】
中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條
1 彭小飛;俞小莉;夏立峰;羅愛嬌;;Al_2O_3納米粉體懸浮液熱物性實驗研究[J];材料科學與工程學報;2007年01期
2 康尚文;魏維s
本文編號:380633
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