導熱油基納米流體的制備與物理性能研究.pdf

1、導熱油作為太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的主要傳熱工質，越來越受到人們的關注，提高導熱油的傳熱效率成為人們研究的重點。納米流體的誕生，促進了傳熱工質傳熱效率的提高。將納米顆粒添加到導熱油中制備導熱油基納米流體，能夠有效的改善導熱油的傳熱性能。本文以導熱油基的Al2O3納米流體和SiO2納米流體為研究對象，確定了制備Al2O3/導熱油納米流體和SiO2/導熱油納米流體的最佳制備工藝參數，在此基礎上對所制備的納米流體的物理性能進行測量和分析。本課題的研

2、究不僅為進一步提高導熱油基的傳熱效率提供一些實驗數據，而且也進一步為納米流體應用于太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)提供參考依據，這在太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的工程應用和學術理論方面都有著一定的重大意義。論文的主要研究內容如下：
　　1．為了解決納米流體的懸浮穩(wěn)定性，采用L9(34)正交試驗進行分析，選取油酸用量、硬脂酸用量、磁力攪拌時間、超聲振動時間為四個影響因素，每個因素選取三個水平，得出最佳制備工藝參數為：油酸用量為30％，硬脂酸用量為5%，磁力

3、攪拌時間為45min，超聲振動時間為10min。采用最佳制備工藝參數制備了不同粒徑、不同體積分數的Al2O3/導熱油納米流體和SiO2/導熱油納米流體。
　　2．實驗對所制備的Al2O3/導熱油納米流體和SiO2/導熱油納米流體的導熱系數進行測量，分析了溫度、體積分數以及納米顆粒粒徑對導熱油基納米流體導熱系數的影響，并采用傳統(tǒng)理論模型對導熱油基納米流體的導熱系數比進行計算，結果發(fā)現，Al2O3/導熱油納米流體的導熱系數最大增大率為

4、19.49%，SiO2/導熱油納米流體的導熱系數最大增大率為15.25%。
　　3．對導熱油基納米流體的粘度進行了系統(tǒng)的分析，研究了顆粒體積濃度、顆粒粒徑、溫度對納米流體粘度的影響，通過實驗及理論分析得出，溫度由25℃升高到65℃，體積分數為0.2%的 Al2O3(30nm)/導熱油、SiO2(30nm)/導熱油納米流體分別減小了74.96%、76.89%；在測量溫度為25℃條件下，體積分數由0.1%增大到1.0%時，Al2O3/

5、導熱油和SiO2/導熱油納米流體的粘度最大增大了17.34%和25.37%；粒徑對導熱油基納米流體的粘度均有不同程度的影響，但是規(guī)律不明顯。
　　4．對導熱油基納米流體的潤濕性進行了實驗與理論分析，通過表面張力和接觸角兩個方面對潤濕性進行了分析研究，結果發(fā)現，所制備的Al2O3/導熱油納米流體和SiO2/導熱油納米流體的接觸角均小于導熱油的接觸角，納米流體的表面張力均大于導熱油的表面張力，納米流體的潤濕性均優(yōu)于導熱油。