本文關鍵詞：納米顆粒及分散劑對重力熱管傳熱性能強化作用的實驗研究　出處：《江蘇大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 重力熱管 納米顆粒 分散劑 表面張力 核態(tài)沸騰 強化換熱

【摘要】：重力熱管是我國工業(yè)上應用范圍較廣的換熱元件,其內部傳熱機理十分復雜,涉及到自然對流蒸發(fā)、核態(tài)沸騰以及層流膜狀凝結等多種傳熱模式。本文在總結和分析了大量文獻的基礎上,將納米流體應用于重力熱管,著重研究在納米流體制備過程中所添加的分散劑以及納米顆粒對熱管啟動性能和傳熱熱性能強化作用的影響。本文主要研究內容如下:(1)理論分析了納米顆粒在納米流體中所受的作用力,結合DLVO理論,分析了納米流體不穩(wěn)定的原因,并研究了分散劑的加入和基液的物理性質對納米顆粒懸浮穩(wěn)定性的影響。(2)采用兩步法制備了質量濃度為1%的Al_2O_3-H_2O和SiO_2-H_2O納米流體,選用十二烷基硫酸鈉(SDS)和阿拉伯樹膠(AG)作為添加劑。采用濁度法對制得的納米流體穩(wěn)定性進行表征,主要分析了超聲分散時間,添加劑的種類和濃度對納米流體穩(wěn)定性的影響。采用圓環(huán)法測試了SDS和AG水溶液的表面張力,分析得出了SDS水溶液在25℃時的臨界膠束濃度,結合納米流體穩(wěn)定性的分析結果,給出了本實驗條件下采用不同分散劑時兩種納米流體的最佳制備方式。(3)設計并搭建了重力熱管性能測試實驗臺,對不同工質的熱管進行啟動性能和傳熱性能測試,通過對比熱管的啟動時間,蒸發(fā)段和冷凝段的啟動溫度,穩(wěn)定運行時管壁溫度分布以及總熱阻的大小,分析各工質對熱管性能強化作用的高低。研究表明:添加了納米流體的熱管,啟動時間較傳統(tǒng)水熱管明顯縮短,蒸發(fā)段和冷凝段溫差減小,等溫性能較好。添加劑對熱管性能的影響不能忽略,在低熱流密度工況下,采用何種分散劑的納米流體熱管性能差別不大,但隨著熱流密度的提高,采用SDS作為分散劑的熱管性能明顯優(yōu)于采用AG作為分散劑的納米流體熱管。(4)結合重力熱管內部傳熱機理,對實驗結果進行理論分析。納米顆粒的加入,增大了工質的導熱系數,納米顆粒的熱運動,又增強了工質的內部擾動,強化了重力熱管對流換熱性能;分散劑SDS的加入,會降低工質的表面張力,增強潤濕性,使氣泡的脫離變得更為容易,強化了重力熱管核態(tài)沸騰換熱性能。
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK124;TK172.4

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本文編號：1333808