【摘 要】
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随纳米技术的进步,复合纳米流体作为一种较单一纳米流体更为高效的传热工质受到各国关注,将其作为工质加以利用是节约能源及提高传热性能的有效途径之一。论文选取多壁碳纳米管（MWCNT）和二氧化钛(TiO2)两种异形纳米颗粒制备复合纳米流体进行研究,为解决复合纳米流体稳定难以保证、传热机理不明等问题奠定基础,并探究进一步增强复合纳米流体换热性能的可能性。论文考虑了制备方式、表面活性剂、纳米颗粒添加比、温度
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随纳米技术的进步,复合纳米流体作为一种较单一纳米流体更为高效的传热工质受到各国关注,将其作为工质加以利用是节约能源及提高传热性能的有效途径之一。论文选取多壁碳纳米管（MWCNT）和二氧化钛(TiO2)两种异形纳米颗粒制备复合纳米流体进行研究,为解决复合纳米流体稳定难以保证、传热机理不明等问题奠定基础,并探究进一步增强复合纳米流体换热性能的可能性。论文考虑了制备方式、表面活性剂、纳米颗粒添加比、温度及浓度等因素对MWCNT-TiO2二元纳米流体稳定性及热物性的影响展开探究,结合电镜照片、已报道实验和预测公式计算结果对比分析MWCNT与TiO2纳米颗粒协同方式及传热增强机理。主要研究内容及结论如下:1.探究了MWCNT-TiO2纳米流体的制备工艺。发现以十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂,添加量为纳米颗粒质量的5倍,首先分散TiO2至基液初步分散,再添加MWCNT超声振荡120 min获得较好稳定性。2.探究了Zeta电位受到纳米颗粒质量添加比的影响影响情况。Zeta电位值TiO2纳米颗粒占比的增大呈现先增大后减小的趋势,在MWCNT与TiO2颗粒质量比为1/2时达到最大Zeta电位值37m V。3.研究了纳米颗粒混合比、温度和浓度对纳米流体特性的影响,并结合微观图像分析可能的颗粒协同方式。发现MWCNT的存在有利于抑制TiO2纳米颗粒的团聚,并促进粒子间热通道建立。颗粒协同对基液热工性能的提高程度与纳米流体温度、颗粒浓度和颗粒混合比相关,导热率和粘度最大增幅分别为22.4%和22.8%（80℃,0.02 wt%）。根据PER评估,复合纳米流体相对基液具有更好的热工应用价值。4.将复合纳米流体与对应单一纳米流体特性进行了对比研究。从已有文献、变量控制实验和预测公式三个角度展开研究,发现颗粒协同能够使复合纳米流体得到相对单一纳米流体更高的导热率和更低的粘度,有利于基液特性的进一步提高。在纳米颗粒对复合纳米流的粘度贡献率方面,TiO2纳米颗粒的贡献高于MWCNT纳米颗粒。
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