納米流體管內(nèi)流動的懸浮穩(wěn)定性研究.pdf

1、納米流體作為一種強(qiáng)化換熱工質(zhì)具有獨特的傳熱特性,可顯著提高基流體的導(dǎo)熱系數(shù),增強(qiáng)熱交換系統(tǒng)的傳熱性能。一部分學(xué)者在研究納米流體的傳熱性能時,得出了很多出乎意料的結(jié)果,比如納米流體對比基液換熱惡化,分析可能是動態(tài)情況下的穩(wěn)定性發(fā)生了變化,卻沒有進(jìn)一步探討。所以本文在現(xiàn)有的實驗條件下,選用TiO2-水納米流體為研究對象,采用離心-沉淀-干燥-稱重的方法,用離心沉淀質(zhì)量來表征納米流體的穩(wěn)定性,研究納米流體直管、加彎管段(彎管)內(nèi)流動的動態(tài)穩(wěn)定

2、性。主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下:
　　 (1)采用“兩步法”制備質(zhì)量濃度為0.5％的TiO2-水納米流體,超聲振動2小時能取得最佳的分散效果。用透射電鏡(TEM)對納米流體的形貌特征進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)制備的納米流體分散性好,沒有明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象,納米粒子細(xì)小均勻,近似長條型。用激光粒度分析儀對納米流體進(jìn)行測試,測得納米流體的平均粒徑為0.32μm。
　　 (2)納米流體無論在直管還是彎管內(nèi)流動,其動態(tài)穩(wěn)定性均優(yōu)于靜態(tài)穩(wěn)定性。

3、>　　 (3)在層流范圍的低雷諾數(shù)(Re∈0～500)內(nèi),納米流體直管內(nèi)流動的動態(tài)穩(wěn)定性隨時間先急劇下降,后下降緩慢；在層流范圍的高雷諾數(shù)(Re∈1000～2300)內(nèi),納米流體的動態(tài)穩(wěn)定性隨時間有微小變化。而在層流范圍(Re∈500～2000)內(nèi),納米流體彎管內(nèi)流動的動態(tài)穩(wěn)定性隨時間而下降,且比直管差。說明納米流體的動態(tài)穩(wěn)定性與時間有關(guān)。
　　 (4)在層流范圍(Re∈0～2300)內(nèi),納米流體直管內(nèi)流動的動態(tài)穩(wěn)定性隨Re的

4、增大而變得更好。而在層流范圍(Re∈500～2000)內(nèi),納米流體彎管內(nèi)流動在Re為1500時動態(tài)穩(wěn)定性最好。說明Re影響了納米流體的動態(tài)穩(wěn)定性。
　　 (5)由于納米流體動態(tài)穩(wěn)定性的變化,在層流范圍(Re∈400～2300)內(nèi),8小時納米流體直管內(nèi)的傳熱性能下降了0.4％～7.5％；在層流范圍(Re∈500～2000)內(nèi),8小時納米流體彎管內(nèi)的傳熱性能下降了3.2％～8.8％。
　　 本文主要探討了納米流體在直管與彎管