導(dǎo)熱油基納米流體的制備與物理性能研究.pdf

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

2、究不僅為進(jìn)一步提高導(dǎo)熱油基的傳熱效率提供一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，而且也進(jìn)一步為納米流體應(yīng)用于太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)提供參考依據(jù)，這在太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的工程應(yīng)用和學(xué)術(shù)理論方面都有著一定的重大意義。論文的主要研究內(nèi)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(yàn)進(jìn)行分析，選取油酸用量、硬脂酸用量、磁力攪拌時(shí)間、超聲振動(dòng)時(shí)間為四個(gè)影響因素，每個(gè)因素選取三個(gè)水平，得出最佳制備工藝參數(shù)為：油酸用量為30％，硬脂酸用量為5%，磁力

3、攪拌時(shí)間為45min，超聲振動(dòng)時(shí)間為10min。采用最佳制備工藝參數(shù)制備了不同粒徑、不同體積分?jǐn)?shù)的Al2O3/導(dǎo)熱油納米流體和SiO2/導(dǎo)熱油納米流體。
　　2．實(shí)驗(yàn)對(duì)所制備的Al2O3/導(dǎo)熱油納米流體和SiO2/導(dǎo)熱油納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行測量，分析了溫度、體積分?jǐn)?shù)以及納米顆粒粒徑對(duì)導(dǎo)熱油基納米流體導(dǎo)熱系數(shù)的影響，并采用傳統(tǒng)理論模型對(duì)導(dǎo)熱油基納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)比進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Al2O3/導(dǎo)熱油納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)最大增大率為

4、19.49%，SiO2/導(dǎo)熱油納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)最大增大率為15.25%。
　　3．對(duì)導(dǎo)熱油基納米流體的粘度進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，研究了顆粒體積濃度、顆粒粒徑、溫度對(duì)納米流體粘度的影響，通過實(shí)驗(yàn)及理論分析得出，溫度由25℃升高到65℃，體積分?jǐn)?shù)為0.2%的 Al2O3(30nm)/導(dǎo)熱油、SiO2(30nm)/導(dǎo)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?jǐn)?shù)由0.1%增大到1.0%時(shí)，Al2O3/

5、導(dǎo)熱油和SiO2/導(dǎo)熱油納米流體的粘度最大增大了17.34%和25.37%；粒徑對(duì)導(dǎo)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(duì)導(dǎo)熱油基納米流體的潤濕性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)與理論分析，通過表面張力和接觸角兩個(gè)方面對(duì)潤濕性進(jìn)行了分析研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，所制備的Al2O3/導(dǎo)熱油納米流體和SiO2/導(dǎo)熱油納米流體的接觸角均小于導(dǎo)熱油的接觸角，納米流體的表面張力均大于導(dǎo)熱油的表面張力，納米流體的潤濕性均優(yōu)于導(dǎo)熱油。