導(dǎo)熱油基納米流體在直接吸收式太陽(yáng)能集熱器中的光熱轉(zhuǎn)化特性研究
發(fā)布時(shí)間：2021-10-01 04:48
本文主要聚焦于油基納米流體在直接吸收式太陽(yáng)能系統(tǒng)中的光熱利用研究。納米流體的基液為導(dǎo)熱油Therminol?66,納米材料分別為氧化石墨烯-碳納米管（GO-MWCNT）納米復(fù)合物和核殼Ag@Al2O3納米材料。采用“兩步法”制備了油基納米流體,分散劑為油酸。利用紫外-可見分光光度計(jì)研究了油基納米流體的光吸收特性,并基于光熱實(shí)驗(yàn)研究了油基納米流體的光熱轉(zhuǎn)化特性。同時(shí),還對(duì)導(dǎo)熱油光照前后的變化進(jìn)行了深入探討,對(duì)其變化可能對(duì)納米流體光熱轉(zhuǎn)化帶來(lái)的影響進(jìn)行了分析研究。主要工作和結(jié)果如下:（1）油基GO-MWCNT納米流體相比于純導(dǎo)熱油而言,在2002500nm的光譜范圍內(nèi)透射率大幅下降,油基納米流體的光吸收性能隨著納米流體濃度的提高而增強(qiáng)。納米流體的光熱轉(zhuǎn)化性能隨著GO-MWCNT納米材料濃度的增大先提高后降低,100 ppm為實(shí)驗(yàn)中利于光熱轉(zhuǎn)換的最佳濃度。光照45 min時(shí)100 ppm納米流體相對(duì)純導(dǎo)熱油溫度升高了11.6oC,而且集熱效率也從52%（純導(dǎo)熱油）升高到70%（100...
【文章來(lái)源】：江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
平板式太陽(yáng)能集熱器[29]
內(nèi)外管之間的空氣被抽成真空，從而消除了傳導(dǎo)和對(duì)流熱損失。吸收板以鋁或銅為主。一種高導(dǎo)體熱管，通常由銅和吸收板焊接而成，然后將這個(gè)吸收板放置在內(nèi)管中[30]。Ayompe 等[31]在相同實(shí)驗(yàn)條件下對(duì) FPSC 和 ETSC 進(jìn)行了對(duì)比研究，以監(jiān)測(cè)其全年集熱器效率，結(jié)果發(fā)現(xiàn) ETSC 的效率明顯優(yōu)于 FPSC。Hussain 等[32]研究了 ZrO2/水和 Ag/水納米流體在 ETSC 中的集熱器效率，發(fā)現(xiàn)與水相比，兩種納米流體都能提高太陽(yáng)能集熱器的效率，特別是在較高的進(jìn)口溫度下更為明顯，且 Ag/水納米流體的集熱器效率提高幅度更大。Kim 等[33]理論研究多種不同納米流體（納米顆粒分別為MWCNT、Al2O3、TiO2、SiO2、CuO，基液為 20%的丙二醇-水）在 U-管太陽(yáng)能集熱器中的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，體積濃度為 0.2%的 MWCNT 納米流體的性能最高，將效率提高了 62.8%。值得注意的是，他們還發(fā)現(xiàn)當(dāng)同時(shí)使用 50 個(gè) ETSC 時(shí)，每年減少 1841.6~2083.1 kg 的 CO2和 6.0~6.7 kg 的 SO2排放量。
導(dǎo)熱油基納米流體在直接吸收式太陽(yáng)能集熱器中的光熱轉(zhuǎn)化特性研究現(xiàn)在相同的條件下與純水相比，納米流體 DASC 的效率提高了 10%。另一方面，近年來(lái)的不少研究表明，納米流體的選擇對(duì)于研究 DASC 光熱轉(zhuǎn)化性能和吸收效率的增強(qiáng)是非常重要的。Taylor 等[38]的研究表明，納米流體的光學(xué)性質(zhì)受納米顆粒材料、尺寸、形狀、體積分?jǐn)?shù)和基液的制約，而其光學(xué)性質(zhì)對(duì)透射率、消光系數(shù)、散射系數(shù)和吸收系數(shù)有顯著的影響，并將直接影響到 DASC 的性能。Otanica等[36]利用由多種不同納米顆粒，包括碳納米管、石墨和銀制成的納米流體，對(duì) DASC進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，使用納米流體作為工質(zhì)時(shí)，集熱器的效率提高了 5%。另外與表面吸收相比，使用納米流體作為體吸收介質(zhì)的反射率降低，吸光度提高。Vakil等[39]實(shí)驗(yàn)研究了 0.00025 wt%、0.0005 wt%和 0.005 wt%濃度的石墨烯應(yīng)用于低溫DASC 中的光學(xué)性能和導(dǎo)熱系數(shù)，發(fā)現(xiàn)吸收和導(dǎo)熱都隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增強(qiáng)，而且集熱器的整體性能得到提高。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]用波譜法對(duì)導(dǎo)熱油連續(xù)加熱結(jié)構(gòu)變化的研究[J]. 盛克儉,吳萬(wàn)年,唐明明,金寄春. 華東理工大學(xué)學(xué)報(bào). 1997(06)
碩士論文
[1]Au納米流體的制備及其光熱轉(zhuǎn)換特性研究[D]. 陳梅潔.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
本文編號(hào)：3417185
【文章來(lái)源】：江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
平板式太陽(yáng)能集熱器[29]
內(nèi)外管之間的空氣被抽成真空，從而消除了傳導(dǎo)和對(duì)流熱損失。吸收板以鋁或銅為主。一種高導(dǎo)體熱管，通常由銅和吸收板焊接而成，然后將這個(gè)吸收板放置在內(nèi)管中[30]。Ayompe 等[31]在相同實(shí)驗(yàn)條件下對(duì) FPSC 和 ETSC 進(jìn)行了對(duì)比研究，以監(jiān)測(cè)其全年集熱器效率，結(jié)果發(fā)現(xiàn) ETSC 的效率明顯優(yōu)于 FPSC。Hussain 等[32]研究了 ZrO2/水和 Ag/水納米流體在 ETSC 中的集熱器效率，發(fā)現(xiàn)與水相比，兩種納米流體都能提高太陽(yáng)能集熱器的效率，特別是在較高的進(jìn)口溫度下更為明顯，且 Ag/水納米流體的集熱器效率提高幅度更大。Kim 等[33]理論研究多種不同納米流體（納米顆粒分別為MWCNT、Al2O3、TiO2、SiO2、CuO，基液為 20%的丙二醇-水）在 U-管太陽(yáng)能集熱器中的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，體積濃度為 0.2%的 MWCNT 納米流體的性能最高，將效率提高了 62.8%。值得注意的是，他們還發(fā)現(xiàn)當(dāng)同時(shí)使用 50 個(gè) ETSC 時(shí)，每年減少 1841.6~2083.1 kg 的 CO2和 6.0~6.7 kg 的 SO2排放量。
導(dǎo)熱油基納米流體在直接吸收式太陽(yáng)能集熱器中的光熱轉(zhuǎn)化特性研究現(xiàn)在相同的條件下與純水相比，納米流體 DASC 的效率提高了 10%。另一方面，近年來(lái)的不少研究表明，納米流體的選擇對(duì)于研究 DASC 光熱轉(zhuǎn)化性能和吸收效率的增強(qiáng)是非常重要的。Taylor 等[38]的研究表明，納米流體的光學(xué)性質(zhì)受納米顆粒材料、尺寸、形狀、體積分?jǐn)?shù)和基液的制約，而其光學(xué)性質(zhì)對(duì)透射率、消光系數(shù)、散射系數(shù)和吸收系數(shù)有顯著的影響，并將直接影響到 DASC 的性能。Otanica等[36]利用由多種不同納米顆粒，包括碳納米管、石墨和銀制成的納米流體，對(duì) DASC進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，使用納米流體作為工質(zhì)時(shí)，集熱器的效率提高了 5%。另外與表面吸收相比，使用納米流體作為體吸收介質(zhì)的反射率降低，吸光度提高。Vakil等[39]實(shí)驗(yàn)研究了 0.00025 wt%、0.0005 wt%和 0.005 wt%濃度的石墨烯應(yīng)用于低溫DASC 中的光學(xué)性能和導(dǎo)熱系數(shù)，發(fā)現(xiàn)吸收和導(dǎo)熱都隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增強(qiáng)，而且集熱器的整體性能得到提高。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]用波譜法對(duì)導(dǎo)熱油連續(xù)加熱結(jié)構(gòu)變化的研究[J]. 盛克儉,吳萬(wàn)年,唐明明,金寄春. 華東理工大學(xué)學(xué)報(bào). 1997(06)
碩士論文
[1]Au納米流體的制備及其光熱轉(zhuǎn)換特性研究[D]. 陳梅潔.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
本文編號(hào)：3417185
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