纳米流体
纳米流体中的流动行为与传输性能分析

纳米流体中的流动行为与传输性能分析1. 概述纳米流体是由纳米颗粒悬浮在流体中而形成的一种特殊流体。
由于纳米颗粒的尺寸和表面特性的变化,纳米流体具有与传统流体相比不同的流动行为和传输性能。
本文将对纳米流体中的流动行为和传输性能进行分析。
2. 纳米流体的流动行为2.1 纳米颗粒的表面特性纳米颗粒的表面特性对纳米流体的流动行为起着重要的影响。
纳米颗粒的表面特性主要包括表面电荷、表面能等。
表面电荷的存在会引起纳米颗粒之间的静电斥力或静电吸引力,从而影响纳米流体的流动行为。
而表面能则决定了纳米颗粒与流体之间的界面相互作用力。
2.2 纳米流体的黏度纳米流体的黏度是指纳米颗粒悬浮在流体中所引起的阻尼效应。
由于纳米颗粒具有小尺寸和大比表面积的特点,所以纳米流体的黏度通常会比普通流体更大。
纳米颗粒与流体分子之间的相互作用力导致了流体分子的受阻,从而增加了黏度。
2.3 纳米流体的浑浊度纳米流体的浑浊度是指纳米颗粒悬浮在流体中形成的浑浊程度。
纳米颗粒与流体分子之间的相互作用力会使得纳米颗粒成团或形成胶体,从而导致流体变浑浊。
纳米流体的浑浊度会影响其在传输过程中的性能。
3. 纳米流体的传输性能3.1 纳米流体的传热性能纳米流体由于其较大的比表面积和较高的热导率,具有优异的传热性能。
纳米颗粒与流体分子之间的相互作用力能够促进热量的传递,从而提高传热效率。
因此,在一些热传导应用中,纳米流体成为了一个重要的研究对象。
3.2 纳米流体的传质性能纳米流体的传质性能是指纳米颗粒在流体中的扩散和传输行为。
纳米颗粒具有较小的尺寸和较大的比表面积,使其在传输过程中具有更大的扩散速率。
这种特殊的传质性能使得纳米流体在一些分离和过滤应用中具有潜在的应用价值。
3.3 纳米流体的传动性能纳米流体的传动性能是指纳米颗粒在流体中的输运行为。
纳米颗粒的输运行为受到流体流动状态和纳米颗粒自身特性的共同影响。
纳米颗粒的输运行为对于纳米流体在微流控和流体传输中的应用具有重要的实际意义。
流体的纳米结构和流动性质

流体的纳米结构和流动性质流体是我们日常生活中经常接触到的一种物质状态。
它具有流动性,可以通过施加外力改变形状和位置。
在纳米科技的发展中,人们开始关注流体在纳米尺度下的结构和流动性质。
本文将介绍流体的纳米结构和流动性质,并探讨纳米结构对流体性能的影响。
一、流体的纳米结构纳米结构指的是在纳米尺度下的结构特征和组织方式。
流体的纳米结构主要包括两个方面:一是流体分子的有序排列,二是纳米级别下的流体内部构造。
1. 流体分子的有序排列在纳米尺度下,流体分子的排列呈现出一定的有序性。
这种有序排列可能是由于流体分子之间的相互作用力的影响。
例如,研究发现在纳米通道中的水分子在一定程度上会排列成有序的水链结构。
这种有序排列对流体的传输性能和流动性质有着重要的影响。
2. 纳米级别下的流体内部构造流体在纳米尺度下具有丰富的内部构造。
由于流体分子之间的相互作用力,流体分子可以组成不同的结构,如胶体、乳胶等。
这些结构的形成与纳米级别下的分子间相互作用力密切相关。
通过调控流体的纳米结构,可以实现对流体性能的调节和控制。
二、流体的纳米流动性质流动性质是衡量流体流动特性的属性。
在纳米尺度下,流体的流动性质与常规尺度下的流动性质存在巨大的差异。
主要表现在以下几个方面:1. 纳米尺度下的黏滞性流体的黏滞性是指流体分子间相对运动的阻力。
在纳米尺度下,流体的黏滞性会显著增加。
这是由于流体分子在纳米通道中受到约束而发生的。
纳米通道的尺寸越小,流体分子受到的约束越大,从而导致黏滞性的增加。
2. 纳米尺度下的表面效应流体在纳米尺度下会出现明显的表面效应。
由于流体与固体表面相互作用力的影响,在纳米通道中流体分子的运动受到表面限制。
这种表面限制会导致流体的流动模式发生变化,表现出与常规尺度下不同的性质。
3. 纳米尺度下的封堵效应在纳米通道中,流体分子可能会发生封堵现象。
这是由于流体分子在纳米通道中受到的约束作用,从而导致流体分子堵塞在通道中无法流动。
纳米流体的分类

纳米流体的分类纳米流体是指由纳米颗粒(直径小于100纳米)悬浮在基质流体中形成的一种新型流体体系。
根据纳米颗粒的种类、性质和基质流体的不同,纳米流体可以分为不同的分类。
下面将从纳米颗粒的类型和基质流体的性质两个方面来介绍纳米流体的分类。
一、根据纳米颗粒的类型:1. 金属纳米流体金属纳米流体是指纳米颗粒采用金属材料制备而成的流体。
金属纳米颗粒具有较高的导电性和热传导性,因此金属纳米流体在电磁加热、热传导和热储能等领域具有广泛的应用前景。
例如,金属纳米流体可以用于制备高效的电磁加热材料,用于医学诊断和治疗中的磁性造影剂,以及用于太阳能热能储存系统。
2. 氧化物纳米流体氧化物纳米流体是指纳米颗粒采用氧化物材料制备而成的流体。
氧化物纳米颗粒具有优异的光学性能、电学性能和热学性能,因此氧化物纳米流体在光学传感、电子器件和生物医学等领域有着广泛的应用。
例如,氧化物纳米流体可以用于制备高性能的显示器件材料、光电传感器材料以及生物医学成像材料。
3. 有机纳米流体有机纳米流体是指纳米颗粒采用有机材料制备而成的流体。
有机纳米颗粒具有较好的可溶性和可控性,因此有机纳米流体在染料敏化太阳能电池、药物传输和催化反应等领域有着广泛的应用。
例如,有机纳米流体可以用于制备高效的染料敏化太阳能电池材料、控制释放药物的纳米载体以及催化反应的催化剂。
二、根据基质流体的性质:1. 水基纳米流体水基纳米流体是指纳米颗粒悬浮在水中形成的流体。
由于水的广泛应用和良好的生物相容性,水基纳米流体在生物医学、环境治理和能源领域具有很大的潜力。
例如,水基纳米流体可以用于制备高效的药物传递系统、高稳定性的纳米催化剂以及高效的水处理材料。
2. 油基纳米流体油基纳米流体是指纳米颗粒悬浮在油中形成的流体。
油基纳米流体具有较高的耐高温性和耐腐蚀性,因此在石油开采、化工工艺和润滑领域有着广泛的应用。
例如,油基纳米流体可以用于提高油井的采收率、提高化工工艺的效率以及改善机械设备的润滑性能。
纳米流体的分类

纳米流体的分类纳米流体是指在纳米尺度下表现出流体特性的材料,通常由纳米粒子和液体组成。
根据纳米粒子的形态和液体的性质,纳米流体可分为以下几类。
一、金属纳米流体金属纳米流体是指由纳米金属颗粒和液体组成的纳米流体。
金属纳米粒子在纳米流体中具有较高的比表面积和活性,能够增强液体的导电性和热导性,具有良好的催化性能和光学性能。
金属纳米流体广泛应用于生物医学、电子器件、催化剂等领域。
二、非金属纳米流体非金属纳米流体是指由非金属纳米粒子和液体组成的纳米流体。
非金属纳米粒子包括氧化物、硅、碳等材料,具有较高的比表面积和催化性能,能够增强液体的光学性能、电学性能和力学性能。
非金属纳米流体广泛应用于太阳能电池、传感器、润滑剂等领域。
三、磁性纳米流体磁性纳米流体是指由磁性纳米粒子和液体组成的纳米流体。
磁性纳米粒子具有较高的比表面积和磁性,能够增强液体的磁性和导磁性。
磁性纳米流体广泛应用于医学成像、磁性液体密封、磁性液体制动等领域。
四、碳纳米管纳米流体碳纳米管纳米流体是指由碳纳米管和液体组成的纳米流体。
碳纳米管具有良好的导电性、导热性和力学性能,能够增强液体的导电性、导热性和力学性能。
碳纳米管纳米流体广泛应用于电子器件、传感器、润滑剂等领域。
五、量子点纳米流体量子点纳米流体是指由量子点和液体组成的纳米流体。
量子点具有较高的比表面积和光学性能,能够增强液体的荧光强度和发光性能。
量子点纳米流体广泛应用于生物医学、光电器件、荧光探针等领域。
六、纳米发泡剂纳米发泡剂是指由纳米泡沫和液体组成的纳米流体。
纳米泡沫具有较高的比表面积和稳定性,能够增强液体的泡沫性能和稳定性。
纳米发泡剂广泛应用于消防、建筑、食品、化妆品等领域。
纳米流体具有较高的比表面积和活性,能够增强液体的性能和功能,已成为材料科学和工程技术的研究热点之一。
未来,纳米流体将在更广泛的领域展示其巨大的应用潜力。
纳米流体的性质和应用研究

纳米流体的性质和应用研究近年来,纳米技术已经成为材料科学领域研究的重要方向之一。
纳米材料在各个领域中都有着广泛的应用,其中纳米流体作为其中的一种领先技术,已经在科学研究和工业应用中发挥了重要作用。
本文将对纳米流体的性质和应用进行探讨。
一、纳米流体的定义纳米流体是一种粒径在纳米级别的流体。
纳米流体具有高比表面积、高比表面积比、高比热和高导热性等特点,其性质很大程度上受到表面效应影响,因此有着许多其它流体所不具有的特性。
二、纳米流体的性质1. 表面效应纳米流体所具有的最显著的性质是表面效应。
由于表面能力的作用,纳米流体在界面处表现出独特的性质,如接触角、溶解度、纳米颗粒的热性能和膜的结晶行为等。
2. 反常运动纳米颗粒的尺寸范围接近或小于分子振动时振幅的长度尺度,因此,纳米颗粒的热运动表现出比一般流体更为反常的状态。
例如,小尺寸的纳米流体颗粒在外力作用下显示出显著的布朗运动。
另外,在强压力下,纳米流体颗粒的面积瞬时变小,同时体积变化也非常不均匀,从而产生了很强的压力效应。
3. 动力学行为与常规粘性流体不同,由于纳米颗粒的尺寸比较小,纳米颗粒的动力学行为在空间所呈现的特征被多种因素影响。
在纳米流体中,长期的作用引起了非牛顿性的效应。
三、纳米流体的应用1. 生产与制造在生产与制造的领域中,纳米颗粒可以用来增强大量制造的材料的物理性质。
由于纳米颗粒的尺寸很小,所以它们常常在材料中形成更加均匀的分布。
这种均匀分布可以大大提高材料的强度和延展性能等。
另外,纳米流体的应用能够使材料具有超强的耐磨性,目前纳米流体的应用被广泛运用于制造业中。
2. 食品及药物加工在食品加工、饮料制造和生物医学领域,纳米流体的应用颇多。
在食品加工领域,纳米流体可以用来制备食品保护剂、增稠剂和颜料等。
在医药领域,纳米流体被用来制备虚拟药物和药物制剂,这些制剂在药物输送和靶向治疗方面具有非常重要的应用价值。
3. 化学和生物传感器在化学和生物领域中,纳米流体是一种非常有前途的应用研究方向。
纳米流体在电子冷却中的应用研究

纳米流体在电子冷却中的应用研究在当今科技飞速发展的时代,电子设备的性能不断提升,而随之而来的是其发热问题日益严重。
高效的冷却技术成为了确保电子设备稳定运行、延长使用寿命以及提高性能的关键。
纳米流体作为一种新型的冷却介质,近年来在电子冷却领域展现出了巨大的潜力。
纳米流体是指将纳米级的固体颗粒均匀分散在传统的冷却流体中形成的稳定悬浮液。
这些纳米颗粒通常由金属(如铜、银)、金属氧化物(如氧化铝、氧化铜)或碳纳米材料(如碳纳米管、石墨烯)等构成。
纳米流体的独特性质使其在传热性能方面相较于传统冷却流体具有显著的优势。
首先,纳米流体的热导率较高。
纳米颗粒的加入增加了流体内部的热传递路径,提高了热量的传导效率。
以金属纳米颗粒为例,其本身具有良好的热导性能,能够有效地将热量从发热源传递到冷却介质中。
其次,纳米流体的比热容也有所增加,这意味着它能够吸收更多的热量而自身温度上升相对较慢。
此外,纳米流体的流动特性也得到了改善,降低了流动阻力,提高了流体的泵送效率。
在电子冷却应用中,纳米流体主要通过直接冷却和间接冷却两种方式发挥作用。
直接冷却方式是将纳米流体直接与电子元件接触,例如在芯片表面进行喷雾冷却或浸没冷却。
喷雾冷却通过将纳米流体雾化成微小液滴,使其与高温表面迅速进行热交换,从而实现快速降温。
浸没冷却则是将电子元件完全浸泡在纳米流体中,利用纳米流体的优良传热性能将热量带走。
间接冷却方式则是通过热交换器将纳米流体中的热量传递给外部冷却介质,如空气或水。
然而,纳米流体在电子冷却中的应用并非一帆风顺,还面临着一些挑战和问题。
首先是纳米颗粒的稳定性。
由于纳米颗粒具有较高的表面能,容易发生团聚和沉淀,这会影响纳米流体的性能和稳定性。
为了解决这一问题,需要采用合适的表面活性剂或分散剂对纳米颗粒进行修饰和处理,以增强其在流体中的分散性。
其次,纳米流体的制备成本相对较高,这限制了其在大规模应用中的推广。
此外,纳米流体对冷却系统的材料兼容性也需要进行深入研究,以避免对系统造成腐蚀或其他损害。
《2024年微管道中纳米流体流动及传热研究》范文

《微管道中纳米流体流动及传热研究》篇一一、引言在科技日益发展的今天,微纳米技术的发展与纳米科学技术的广泛应用正引发科研人员极大的关注。
这其中,关于微管道中纳米流体流动与传热的研究尤为重要。
微管道的尺度缩小为纳米级别,为流体的流动与传热提供了全新的研究平台。
本文旨在深入探讨微管道中纳米流体的流动特性及其传热机制,为进一步优化微纳流体技术提供理论支持。
二、微管道中纳米流体的流动特性1. 纳米流体的定义与特性纳米流体是一种新型的流体材料,其基本特性在于其内部含有纳米级别的固体颗粒。
这些颗粒的尺寸远小于传统流体的颗粒,因此具有独特的物理和化学性质。
在微管道中,这些纳米颗粒的分布和运动对流体的整体流动特性产生重要影响。
2. 流动特性分析在微管道中,由于尺度效应和表面效应的作用,纳米流体的流动特性与传统的流体有很大的差异。
流体的速度分布、粘度变化、剪切力分布等因素均需重新考量。
研究人员利用高精度的实验设备与计算流体动力学模型(CFD)等手段,对这些特性进行深入的分析和研究。
三、微管道中纳米流体的传热机制1. 传热特性的影响因素微管道中的纳米流体由于其高比热容和优良的热导率,具有显著的传热特性。
其传热性能受多种因素影响,包括纳米颗粒的种类、大小、形状以及浓度等。
此外,流体的流动状态和微管道的材质和结构也对传热效果有重要影响。
2. 传热机制的研究方法研究人员通过实验研究和数值模拟两种方式对微管道中纳米流体的传热机制进行研究。
实验研究通过观察和分析流体的温度分布、热流密度等参数,揭示其传热机制。
数值模拟则通过建立复杂的物理模型,模拟流体的传热过程,从而预测和解释实验结果。
四、研究进展与展望随着科技的发展,微管道中纳米流体的流动与传热研究已经取得了显著的进展。
研究者们通过多种方法,揭示了纳米流体在微管道中的流动特性和传热机制。
同时,新的研究方法和手段也不断涌现,如高精度测量技术的开发、新的数值模拟算法等,这些都为深入研究提供了强大的技术支持。
流体力学中的纳米颗粒流动

流体力学中的纳米颗粒流动引言流体力学是一门研究流体力学性质、行为和运动的学科。
在流体力学中,纳米颗粒流动是一个重要的研究领域。
纳米颗粒的特殊性质和行为使得它们在流体中的流动表现出与传统的微米颗粒或宏观颗粒流动不同的特点。
本文将介绍流体力学中的纳米颗粒流动的基本概念、数学模型和应用。
纳米颗粒的特点纳米颗粒是指大小在纳米尺度范围内的颗粒,其尺寸通常在1到100纳米之间。
相比于微米颗粒或宏观颗粒,纳米颗粒具有以下几个特点:1.尺寸效应:纳米颗粒的尺寸与其表面积之间呈现出相对较大的比例关系。
由于表面积的增加,纳米颗粒的表面能也相应增加,从而导致力学、热学和化学等性质的变化。
2.表面效应:纳米颗粒的表面与体积之间的比例增加,表面效应开始起主导作用。
表面效应对纳米颗粒的物理和化学性质产生显著影响,包括活性、化学反应速率和表面吸附等。
3.界面效应:纳米颗粒往往存在于流体中,使得纳米颗粒与流体之间的界面变得更为重要。
纳米颗粒表面与流体的相互作用可以影响流体的性质和流动行为。
纳米颗粒流动的数学模型为了描述纳米颗粒在流体中的流动行为,研究者们发展了各种数学模型。
下面介绍几种常用的数学模型:1. 离散元方法离散元方法是一种基于颗粒间相互作用的模型。
该方法将纳米颗粒看作离散的固体颗粒,并通过颗粒之间的力学和化学相互作用来描述纳米颗粒的流动行为。
离散元方法是一种精确而复杂的模型,可以考虑颗粒间的碰撞、摩擦和粘附等效应。
2. 应力迁移方法应力迁移方法是一种基于纳米颗粒与流体间应力传递的模型。
该方法通过求解纳米颗粒和流体的应力场,来描述纳米颗粒的流动行为。
应力迁移方法主要适用于粒径较小的纳米颗粒,其基本原理是将纳米颗粒的运动视为对流和扩散过程。
3. 分子动力学方法分子动力学方法是一种基于颗粒之间分子间相互作用的模型。
该方法通过求解纳米颗粒和流体分子的相互作用力,来描述纳米颗粒的流动行为。
分子动力学方法具有高度的精度和可靠性,在纳米颗粒流动研究中得到广泛应用。
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D.王文婷、朱群志[33]等将纳米流体应 用于直接吸收式太阳能高温集热器, 许多国内的研究者也在这方面有过研 究[34-35]。然而在这方面的研究大都 还处在理论研究状态,尤其是对高温 下纳米流体的特性及光辐射性质都有 待进一步研究,因此有广阔的前景。
纳米流体强化传热应用展望
除了加强对纳米流体 的理论研究,更为重要的
尽管目前研究者们对纳米流体应用于 各个领域的实验研究越来越多,但是还是 存在一些理论上和技术上不成熟的地方, 如在纳米流体制备方法上就存在制备方法 、分散手段和稳定性调控 [36] 等方面的问 题,未来应该在这些比较基础的问题上多 做一些研究,努力改进纳米颗粒的表面性 质,以制备出性能更加优异的纳米流体。 同时要采用更为精确的测量手段测定纳米 流体的传热,以期能够真正掌握纳米流体 强化传热的机理。 是将理论研究成果运用于实 践中,真正发挥纳米流体这 种新型材料的重大作用。由 于目前能源的紧缺以及国家 和政府对新能源开发及利用 的大力关注,希望未来纳米 流体能更多更好的应用于节 能环保领域,如发电领域。
A. 杨硕、朱冬生 [29] 等人早在 2000 年就提 出了关于纳米流体在相变蓄冷方面的应用 。由于在水基液中加入氧化铝纳米颗粒能 明显降低其成核过冷度,增大结冰速率, 缩短相变时间,而且在相同蓄冷时间段内 ,纳米流体的蓄冷量大于纯水的蓄冷量, 所以纳米流体在相变蓄冷材料中具有明显 优势,值得推广。 B.2011年彭稳根、刘元春[30] 等进行了发动 机冷却系统内纳米流体强化换热模拟的实 验,提出以二氧化钛、氧化铝、氧化铜纳 米流体作为发动机内的冷却介质发动机的 散热性有明显的提高效果。但是同时也提 出了可能会存在的一些问题,如会少量增 加泵的消耗,会造成局部较低的换热系数 ,更重要的是此实验是在常壁面温度条件 下模拟的,与实际不可避免地存在出入。
2.3纳米流体的实验研究
金翼、Yulong Ding、 Dongshen Wen[18]等人为进一步了解纳米流体在细微管 道内强化对流换热的能力, 以及对纳米流体强化对流换热系数的机理做出解释, 通过测定 纳米流体在细微管道内不同部位处的对流换热系数,来探讨其强化 换热的机理。实验用了一套循环流动的系统,包括一个实验段,数据采集, 冷 却器以及水泵和储液槽等。实验用了不同质量分数的纳米流体,且在不同的雷 诺数下也进行了不同质量分数纳米流体的对流换热系数的测定 1. 比较不同质量分数纳米流体在实验管内的对流换热系数的变化 情况,发现基液中加入少量的TiO2 纳米颗粒可以较大提高流体的 对流换热系数 , 同时流体的对流换热系数随着颗粒的浓度增加而 增加; 2.比较同一雷诺数下管内对流换热系数变化情况 ,发现纳米流体的 对流换热系数在入口段的提高比充分发展段更为明显 , 认为颗粒 运动对流体边界层的干扰是主要因素。同时也对纳米流体在强化 传热应用方面提出了自己的展望,希望纳米流体这种新型的强化 传热工质能在冶金领域有广阔的应用前景。
宣益民提出了多种方法来提高稳定性:( 1 )改变流体的 PH 值;( 2 ) 添加稳定剂(包括分散剂和表面活性剂);(3)利用超声波震荡使纳 米颗粒更均匀地分散到基液中。这三种方法的实质是改变了纳米颗粒的 表面特性,抑制纳米颗粒的团聚。
2.3纳米流体的实验研究
李强、宣益民 [16] 针对 Cu- 水纳米流体( Cu 纳米粒子的直径大约 100nm) 研究纳米流体的对流换热特性。实验中分别测量了纳米粒子体 积份额为 0. 3% 、 0. 5% 、 0. 8 % 、 1.0% 和 1.2% 的水一 C u 纳米流体 在雷诺数为800-2500范围内的管内对流换热系数
结 论
2. 有机小分子分散剂如 SDBS 与纳米颗粒质量分数之比 ( 如 w ( CuO) =0. 04 时约为1∶1) 分散性达到最佳,;纳米颗粒质量分数之比 ( 如w (CuO) = 0. 04) 悬浮液体系稳定性最好;
3.CuO的稳定性随阿拉伯树胶的质量分数的增加而增强;
4.相对于纳米颗粒质量分数变化对黏度的影响,分散剂质量分数 的变化对黏度的影响更大;
1.基液中加入纳米粒子能增大流体的管内对流换热系数
结
2.粒子的体积份额会影响纳米流体对流换热系数
论
Nunf c1 (1.0 c2 Ped ) Re nf
m1 m2
m3
Prnf
0.4
2.3纳米流体的实验研究
李泽梁、李俊明[17]等人对CuO 纳米颗粒悬浮液中各组分对悬浮液 稳定性及黏度的影响进行了研究。纳米悬浮液由CuO 纳米颗粒(CuO的 平均直径为 50nm )、分散剂和水组成,其中使用的分散剂为十二烷基 苯磺酸钠 ( SDBS) 和阿拉伯树胶,这两种分散剂的性能都比较优异, 尤其是在一定的PH值下。 1.添加SDBS分散剂的悬浮液的稳定性随pH值的增加先降后升
2.3纳米流体的实验研究
凌智勇、张体峰[21]等人对Cu-水纳米流体的稳定性及其粘度进行了实验 研究。实验用两步法制备纳米流体并发现纳米流体的稳定性与纳米颗粒添加到 基液中的速度有关,添加的速度越缓慢,流体的稳定性越好,这对制备稳定性 较强的纳米流体又是一个新的启示 1. 对于 Cu -水纳米流体而言,当分散剂 SDBS 的含量与 Cu 质量分数 相当时,纳米流体的稳定性较好,这与朱冬生、李新芳等人的研 究结果相一致。当 Cu 纳米粒子的质量分数分别为 0.1 %、 0.5 %和 1.0 %时, Cu -水纳米流体最佳的分散剂用量分别为 0.06 %、 0.5 %和1.2%的条件下,纳米流体制备完成后2h内团聚现象较明显, 2h后有所缓和,并趋于稳定; 2. 纳米流体的粘度随着所加纳米颗粒的份额增多而增大,但与理 论值之间尚存在差距,然而至今为止研究者们对影响粘度的因素 还没有完全研究清楚,故在这个问题上还需要研究者们作出大量 的实验研究,以得出一个完整的准确的计算粘度的公式。
结 论
1.引入表面活性剂(PVP)会对纳米流体的黏度产生较大影响, 少 量Ag 纳米颗粒的加入对纳米流体黏度及流动压降的影响很小; 2.与加入表面活性剂的基液相比 , 加入 Ag纳米颗粒后纳米流体射 流冲击对流传热系数明显提高; 3.纳米流体传热系数增加的原因除了热导率增加外, Ag纳米颗粒 的微运动、微扩散也起了重要作用。他们的研究为纳米流体强化 传热的研究提供一种更为广阔的思路。
展望
C.2012 年,庞乐、刘振华 [31] 做了水 基纳米流体在铜丝平板热管中的应用 的实验,实验表明水基纳米流体作为 铜丝结构平板热管工质有明显的强化 传热效果。并且进一步指出 20nmCu 纳米流体的传热能力要优于 50nmCu 和 50nmCuO 纳米流体,更加能够显 著强化铜丝平板热管的传热。
纳米流体强化传热技术进展
目录
1.何为纳米流体 2.纳米流体强化换热的研究进展 3.纳米流体应用现状 4.纳米流体强化传热应用展望
1.什么是纳米流体?
1995 年,美国 Argonne 国家实验室的 Choi[1] 等将纳米级金属或非金属氧化物颗粒,以一定 的方式和比例添加到液体中,形成了稳定的悬 浮液,将该悬浮液命名为纳米流体。纳米流体 的出现给强化换热打开了新的局面。
1.通过将纳米粒子与液体直接混合 , 并添加分散剂及超声振动制备了氧
化铝-水纳米流体。这种方法在实际应用中更加适合。沉降照片和粒径分 布显示这种方法制备的纳米流体悬浮稳定性较高;
结 论
2.观察了不同pH 值对氧化铝粉体分散效果的影响,发现pH 值约在8.0 时, 溶液的zeta 电位绝对值较高, 吸光度也较大, 说明此时较分散效果较好
结
论
2.3纳米流体的实验研究
朱冬生、李新芳 [19] 等人主要研究了氧化铝—水纳米流体的制备及其分 散性,以期望能开发出性能优良的纳米流体。他们用两步法制备了氧化铝— 水纳米流体,观察了纳米流体在不加和添加分散剂两种情况下的稳定性,并 通过调节 PH 值观察氧化铝悬浮液的稳定性,主要通过分析 zeta 电位和吸光度, 并通过直接观察纳米流体的沉降情况来判断
2.2纳米流体稳定性影响因素及改善措施
如王补宣 [10]等人研究了粒子质量分数、粒径、基液质量分数对 CuO 、 悬浮液稳定性的影响, 饶坚[11]等人 则分析了PH值对纳米流体稳定性的 影响,结果发现这些因素都对纳米流体的稳定性产生影响 。 彭小飞、俞小莉[12]等人研究了纳米粒子种类、粒径、密度、质量 分数、基础液体性质、分散剂、 p H 值和超声振动对纳米流体稳定性 的影响。袁文俊、周勇敏 [13] 就提出过造成纳米颗粒团聚的原因,并 且也提出了一些相应的措施。之后,刘铃声、熊晓柏 [14]等提出了改 善纳米分体表面特性,解决纳米粉体的团聚问题,以进一步改善纳米 粉体的分散性和悬浮液的稳定性。
结
论
2.3纳米流体的实验研究
在大多数研究者用两步法制备纳米流体悬浮液的情况下,夏国栋、周明正[22]等人 用一步法制备Ag纳米流体,研究了Ag(平均粒径4.8nm)纳米流体浸没射流冲击换热特 性,夏认为用一步法可以避免两步法制备过程中带来的二次团聚问题。同时他们也突 破以往的最常用的超声波振荡法,而是用了超声膜扩散法,也是一种新的尝试,具有 借鉴意义。另外,夏等进行的是受限浸没射流阵列热沉内流动换热实验,与以往许多 的纳米流体对流换热实验进行的条件也不相同。
2.纳米流体强化换热的研究进展
2.1 纳米流体的制备方法 两步法:
一步法: 一步法是同时获 得纳米颗粒和纳米 流体的法
两步法是先获得 纳米颗粒,再将颗粒 均匀分散于基液中
2.纳米流体强化换热的研究进展
2.2纳米流体稳定性影响因素及改善措施
纳米流体悬浮液的稳定性直接影响到纳米流体的传热效果, 因此如何提高纳米流体稳定性,制得分散均匀,稳定性高,导热 系数高的悬浮液也引起了很多研究者的关注。纳米流体的稳定性 同样受到诸多因素的影响。多数学者着重研究了纳米颗粒的体积 份额、颗粒种类及粒径大小对纳米流体稳定性的影响。
2.2纳米流体稳定性影响因素及改善措施