基于颗粒团聚理论的纳米制冷剂导热系数计算

用基于颗粒团聚理论的导热系数算法计算了2种铜-水纳米流体在不同配比下的导热系数并与实验数据对比,证明了算法的可行性.使用该算法计算了5种铜-R22纳米制冷剂在不同配比下的导热系数.计算结果表明,颗粒团聚理论和热阻网络法是进行纳米制冷剂导热系数研究的有力工具.     

SiO_2-水纳米流体稳定性及导热性能

采用两步法制备体积分数为0.1%~0.5%的S iO2-水纳米流体,并利用zeta电位、吸光度和粒度分析表征其悬浮稳定性,研究发现超声振动5 h其悬浮稳定性最佳。采用瞬态热线法测量纳米流体的导热系数,结果表明:纳米流体导热系数的变化与纳米颗粒体积分数和温度的变化成正比,其中25℃时体积分数为0.3%的S iO2-水纳米流体相对于水的导热系数提高11.5%,而在50℃时则提高46.5%。建立纳米流体导热系数模型,与其他模型比较发现,本理论模型更接近于实验值。     

纳米流体导热系数的团簇宏观分析模型

提出了以颗粒团聚成统计平均尺寸的团簇宏观特征量计算纳米流体（纳米颗粒悬浮液）导热系数的物理数学模型.计算远比作者在2003年建议和报道的分形模型法简便.计算示例与讨论表明：所倡导的数理模型可给出纳米流体导热系数可信的预示值,对筛选和优化纳米流体具有一定的指导意义.     

纳米流体导热系数的团簇宏观分析模型

提出了以颗粒团聚成统计平均尺寸的团簇宏观特征量计算纳米流体(纳米颗粒悬浮液)导热系数的物理数学模型.计算远比作者在2003年建议和报道的分形模型法简便.计算示例与讨论表明:所倡导的数理模型可给出纳米流体导热系数可信的预示值,对筛选和优化纳米流体具有一定的指导意义.     

TiO2-MDEA-H2O纳米流体热物理性质测量

为了强化N-甲基二乙醇胺(MDEA)溶液对CO2的吸收,通过将纳米TiO2颗粒分散至质量分数50％的MDEA水溶液中,制备了TiO2-MDEA-H2O纳米流体.通过采用测定纳米流体的吸光度方法对纳米流体的分散稳定性进行研究.结果表明:经过机械分散,在不添加任何分散剂的情况下,纳米流体放置48 h无明显团聚现象.测量了纳米TiO2颗粒质量分数分别为0.05％,0.20％,0.40％和0.80％时纳米流体的热物理性质.结果表明:随着纳米TiO2颗粒质量分数的增加,纳米流体的表面张力、运动黏度和导热系数都增加了.纳米流体的表面张力最大增大了约0.6％,运动黏度最大增大了约4.6％,导热系数最大增加了约5.9％.     

Al2O3-水纳米流体的导热性能研究

采用Hotdisk热物性分析仪测量了Al2O3-H2O纳米流体的导热系数,探讨了不同pH值、分散剂浓度和纳米粒子质量分数对Al2O3-H2O纳米流体导热性能的影响。结果表明：最优化的pH值和分散剂加入量能显著提高水溶液中Al2O3表面Zeta电位绝对值,增大了颗粒间静电排斥力,悬浮液分散稳定性较好,导热系数较高。从分散稳定和导热系数提高两个方面来考虑,pH=8.0左右被选为最优化值,在0.1%Al2O3-H2O纳米流体中,0.10%SDBS被选为最优化浓度。另外,Al2O3-H2O纳米流体的导热系数随纳米粒子质量分数的增大而增大,呈非线性关系,且比现有理论（Hamilton–Crosser模型）预测值大。     

基于多相流模型的纳米流体在水平细圆管内强制对流换热数值模拟

运用2种多相流模型模拟了纳米流体在细圆管内的强制对流换热特性,并与已有文献的实验值和传统流体经验公式的计算值进行对比.其中,采用混合模型和欧拉模型分析了雷诺数、纳米颗粒体积分数等物理量对换热特性的影响.结果表明:在纳米颗粒体积分数较低时,模拟值与其实验值及经验公式的计算值相差不大;随着纳米颗粒体积分数增加,其非常规的流体特性逐渐突出,当纳米颗粒体积分数达到一定值时,常规的流体经验公式已不再适用,纳米流体换热呈现出一定的多相流特性,且多相流模型的模拟值更接近于其实验值,表明运用多相流模型能够模拟纳米流体的换热特性.     

纳米颗粒悬浮液池内泡状沸腾机理

研究了添加不同性质、不同体积浓度的纳米颗粒后对液体池内泡状沸腾换热的影响和相应的物理机制,并对3种不同体积浓度的Fe及A l2O3纳米流体进行了池内沸腾的实验研究.分析表明:纳米颗粒的加入,将增加液体的有效导热系数和粘度,降低基液的表面张力;另一方面,由于部分纳米颗粒会在加热表面形成沉积,改变了加热表面活化凹坑的尺度及分布,从而对成核和气泡成长过程产生影响.因此,纳米流体池内泡状沸腾传热强化与否,是多种因素综合作用的结果.实验结果证实了上述分析.根据“对流汽化”模型给出了去离子水与体积分数为2?纳米流体沸腾换热关系式,与实验值符合较好.     

纳米强化氨水垂直管外降膜发生模型

为了提高氨水发生效率,在氨水溶液中添加纳米颗粒形成纳米流体,将发生过程中降膜溶液膜厚的变化、膜厚方向的对流以及氨水纳米溶液物性的变化作为影响因素,建立了垂直管外氨水降膜发生过程数学模型.通过对该数学模型进行数值求解,得到平均传热系数、传质系数、发生速率随质量流量、氨水浓度、发生压力以及热负荷的变化情况.结果表明,选择合适比例的氨水纳米溶液对降膜发生过程具有一定的强化作用.添加纳米的氨水纳米流体较氨水基液平均传热系数增加约4%;平均传质系数增长约15%;发生速率平均增长约25%.所得模拟结果与实验值吻合较好.     

聚光条件下纳米流体非均匀集热特性分析

研究了一种采用纳米流体直接吸收太阳辐射的聚光型中温集热器.建立了纳米流体集热过程能量传递和聚光器辐射热流分布的数学模型,测试了添加不同质量分数纳米颗粒的Cu O-导热油纳米流体的吸光系数,进而对非均匀聚光条件下纳米流体直接吸收式集热器(NDASC)特性进行了CFD模拟.分析了40~150℃范围内不同纳米颗粒质量分数对NDASC管内温度分布和集热效率的影响规律.结果表明:NDASC集热管周向温差明显低于传统间接吸收式集热器,但随着纳米颗粒质量分数的提高,纳米流体吸光系数增大,管内温度分布的不均匀性加剧;集热效率则随纳米颗粒质量分数的增大呈现先升后降的趋势,得出了集热性能最佳的纳米颗粒质量分数范围.     

球形纳米颗粒对纳米流体热传导率的加强作用

文章考虑了梯度的界面纳米层以及近邻复合颗粒的相互作用，采用了复合镜象法来研究纳米流体的热传导率加强作用，数据结果表明当颗粒半径小于5nm时，梯度壳层对热传导率也有很重要的影响．此外，我们的理论对于CuO／H2O（EG）、Al2O3／H2O和Cu／EG纳米流体的热传导率的计算结果与实验符合得很好．     

考虑界面效应的纳米流体的热传导模型

借鉴图论的有关做法。结合威尔逊空间相互作用模型。构建区域中心城市区位选择的模型，从而试图定量分析封闭和开放两种条件下区域中心城市的适宜区位．从模型中可以看出，在封闭条件下区域中心城市适宜区位趋于区域的地理中心。而在开放条件下区域中心城市适宜区位趋于主导联系方向．作者选取浙江省嘉兴市对模型进行实证分析，分别考察了封闭和开放两种条件下嘉兴区域中心城市适宜区位的变化趋势．     

物性参数对纳米流体强化换热的影响

对铜-氩纳米流体在矩形槽通道内流动和换热情况进行了数值模拟,对基础流体和不同体积分数的纳米流体在不同Re下的换热情况进行研究,分析了纳米流体热物性的改变对强化换热的影响.研究表明:相对于基础流体而言纳米流体由于具有较好的导热性能而强化换热,并且纳米流体体积分数越大,其导热性能越好,从而换热能力也越大.对于相同体积分数的纳米流体,其换热系数提高的程度与流体的速度有关系,流速越小,换热系数提高得越大,而随着流速的逐渐增大换热系数提高的程度逐渐下降.     

含Ag-乙二醇纳米流体的制备及其导热性能研究

本文在室温下采用直接还原法制备了含PVP表面修饰、高负载量的纳米银-乙二醇纳米流体。实验详细比较了各种反应条件对Ag纳米粒子结构、大小、形貌以及乙二醇纳米流体的稳定性、负载量的影响。结果表明：由于PVP对银粒子有良好的表面修饰作用和纳米粒子自身的布朗运动,使得银粒子能够稳定地分散于乙二醇流体中。当PVP含量为12.5 g.L-1时,Ag粒子最大负载量可以达到20.96 g.L-1。同时采用仿制的纳米流体导热系数测试装置测定了上述不同负载量流体的导热系数,结果表明纳米流体比纯乙二醇的导热系数明显提高,当银粒子的体积分数为0.06%时,纳米流体的导热系数提高了36%。     

石墨烯在强化传热领域的研究进展

 石墨烯是一种单原子层厚度的二维平面碳纳米材料,具有超高的载流子迁移率、高热导率等特性。本文综述目前石墨烯在强化传热领域的研究进展,包括石墨烯热导率的测试方法,以及石墨烯在纳米流体、热界面材料、高导热复合高分子材料方面的应用,并对未来石墨烯的研究方向进行展望。     

Fabrication and thermal conductivity of copper matrix composites reinforced by tungsten-coated carbon nanotubes

Carbon nanotubes (CNTs) were coated by tungsten using metal organic chemical vapor deposition. Magnetic stirring was employed to disperse the W-coated CNTs (W-CNTs) in a Cu matrix, and then, the mixed powders were consolidated by spark plasma sintering. The W-CNTs obtained a uniform dispersion within the Cu matrix when the W-CNT content was less than 5.0vol%, but high content of W-CNTs (10vol%) resulted in the presence of clusters. The W-CNT/Cu composites containing low content of W-CNTs (<5.0vol%) exhibited a higher thermal conductivity than the sintered pure Cu, while the CNT/Cu composites exhibited no increase in thermal conductivity after the incorporation of uncoated CNTs. The W-CNT content was found to play a crucial role in determining the thermal conductivity of the W-CNT/Cu composites. The thermal conductivity of the W-CNT/Cu composites increased first and then decreased with the W-CNT content increasing. When the W-CNT content was 2.5vol%, the W-CNT/Cu composite obtained the maximum value of thermal conductivity. The thermal resistance of the (W-CNT)-Cu interface was predicted in terms of Maxwell-Garnett effective medium approximation, and its calculated value was about 3.0×10-9 m2·K·W-1.     

纳米颗粒微运动强化纳米流体热导率的理论研究

理论推导了纳米颗粒布朗运动、热泳和渗透泳产生有效热导率的计算公式,定量讨论了三种机制的微运动对纳米流体有效热导率的影响.通过比较和分析,结果表明布朗运动对纳米流体有效热导率的贡献是最主要的,其作用效果是另外两种机制的106-108倍;三种运动产生的有效热导率都随颗粒体积分数的增大而增加;布朗运动产生的有效热导率随颗粒粒径的增大而减小,热泳和渗透泳对有效热导率的贡献与粒径大小无关;当纳米流体热流通量越高时,热泳和渗透泳产生的有效热导率越大.     

液体混合物热导率的测量及其数据的关联

在恒温条件下，使用由程序控制的量热器测量液体混合物的热导率．这种方法不仅可测低热导率的有机溶液，而且可测高热导率的水溶液．实验中测了八个双元体系，五个三元体系．同时提出了一个计算液体混合物热导率的方法．