本文關(guān)鍵詞：納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)理論模型及其中高溫實驗研究

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【摘要】：納米流體是指將納米顆粒分散到傳統(tǒng)熱交換介質(zhì)中形成的一類新的換熱工質(zhì)。納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)的研究,是其應(yīng)用的基礎(chǔ)。目前國際上對納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)的增強機理還沒有統(tǒng)一認(rèn)識,對各因素特別是溫度的影響還不一致,也缺乏較高溫度下納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)的實驗數(shù)據(jù)與理論分析。本文針對納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)進行機理模型和中高溫實驗研究。本文首先建立了更加接近于物理實際的吸附層內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)三次方分布曲線,基于該分布曲線,修正了預(yù)測納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)的現(xiàn)有數(shù)學(xué)模型。該模型能更好地吻合實驗數(shù)據(jù)。通過該模型分析了納米顆粒體積分?jǐn)?shù)和尺寸,吸附層厚度和平均導(dǎo)熱系數(shù),納米顆粒和基液的導(dǎo)熱系數(shù)等因素對于納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)的影響。指出顆粒粒徑和吸附層厚度對于納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)有明顯影響,而顆粒自身導(dǎo)熱系數(shù)對于納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)影響不大。采用空間平均方法及本文提出的吸附層內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)分布曲線,分別建立含球形顆粒和碳納米管的納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)模型。與其他模型對比,本模型可以更有效地預(yù)測納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)。指出吸附層熱物理性質(zhì)及顆粒尺寸和形狀對于納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)有明顯影響。進一步分析了顆粒團聚形態(tài)對于納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)的影響,并基于團聚理論建立了含碳納米管的納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)模型。該模型比公認(rèn)的Wiener模型給出的上下限更接近于實驗值。同時解釋了納米流體團聚體內(nèi)顆粒的團聚形態(tài)如何影響納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)。拓展了國際上現(xiàn)有納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)實驗數(shù)據(jù)的溫度范圍,并開展了中高溫下(接近200oC)納米流體分散穩(wěn)定性及有效導(dǎo)熱系數(shù)的實驗。發(fā)現(xiàn)納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)的增幅并不是隨著溫度的升高而升高,高溫下有效導(dǎo)熱系數(shù)的增幅低于模型預(yù)測值。分析了溫度,納米顆粒體積分?jǐn)?shù)及基液種類對于納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)的影響。指出對于含球形顆粒的納米流體,高溫下顆粒布朗運動引起的微對流及顆粒和基液的接觸熱阻對納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)有交互影響。對于含碳納米管的納米流體,高溫下碳納米管的不同團聚形態(tài)可能是影響納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)的重要因素。
【關(guān)鍵詞】：納米流體 導(dǎo)熱系數(shù) 吸附層 顆粒團聚 中高溫
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK124
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-11
• 第1章 緒論11-26
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀12-25
• 1.2.1 納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)理論模型研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.2 納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)實驗（溫度因素）研究現(xiàn)狀16-25
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容25-26
• 第2章 納米流體吸附層內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)分布研究26-44
• 2.1 引言26
• 2.2 納米流體吸附層內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)分布研究現(xiàn)狀26-28
• 2.3 納米流體吸附層厚度研究現(xiàn)狀28-30
• 2.4 納米流體吸附層內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)分布曲線建模30-43
• 2.4.1 納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)經(jīng)典模型30-33
• 2.4.2 納米流體吸附層內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)模型33-36
• 2.4.3 結(jié)果與討論36-43
• 2.5 本章小結(jié)43-44
• 第3章 納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)吸附層模型研究44-68
• 3.1 引言44-45
• 3.2 含球形顆粒的納米流體吸附層的模型研究45-54
• 3.2.1 含球形顆粒的納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)模型45-48
• 3.2.2 結(jié)果與討論48-54
• 3.3 含碳納米管的納米流體吸附層的模型研究54-67
• 3.3.1 含碳納米管的納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)模型54-56
• 3.3.2 碳納米管與吸附層復(fù)合導(dǎo)熱系數(shù)建模56-58
• 3.3.3 含碳納米管的納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)建模58-60
• 3.3.4 結(jié)果與討論60-67
• 3.4 本章小結(jié)67-68
• 第4章 納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)團聚機理研究68-88
• 4.1 引言68
• 4.2 納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)團聚的模型研究68-87
• 4.2.1 納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)模型上下限研究68-83
• 4.2.2 納米顆粒在團聚體中不同的團聚形態(tài)83-84
• 4.2.3 含碳納米管的納米流體團聚的模型研究84-87
• 4.3 本章小結(jié)87-88
• 第5章 中高溫下納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)實驗研究88-115
• 5.1 引言88
• 5.2 分散穩(wěn)定性實驗方法88-91
• 5.2.1 分散穩(wěn)定性機理88-89
• 5.2.2 分散穩(wěn)定性實驗評價方法89-91
• 5.3 實驗對象及實驗方法91-96
• 5.3.1 實驗對象91-94
• 5.3.2 實驗方法94-96
• 5.4 實驗裝置96-99
• 5.4.1 實驗裝置及實驗原理96-99
• 5.4.2 中高溫實驗驗證99
• 5.5 實驗結(jié)果與分析99-113
• 5.5.1 含球形顆粒的納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)實驗結(jié)果與分析99-109
• 5.5.2 含碳納米管的納米流體有效導(dǎo)熱系數(shù)實驗結(jié)果與分析109-113
• 5.6 本章小結(jié)113-115
• 第6章 結(jié)論115-117
• 參考文獻117-136
• 致謝136-138
• 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果138-139

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 Sanjeeva Witharana;Chongyoup Kim;;Predicting thermal conductivity of liquid suspensions of nanoparticles (nanofluids) based on rheology[J];Particuology;2009年02期

，

本文編號：530280