纳米流体分散稳定性研究开题报告

 2021-08-08 12:08

1. 研究目的与意义

随着科学技术的飞速发展和能源问题的日益突出,热交换设备的传热负荷和传热强度日益增大,传统的导热流体,如水、油、乙二醇等,其导热系数较低成为制约高效换热技术发展的主要障碍。因此研制导热系数高、稳定性好、换热性好的高效传热流体成为传热技术研究的热点。

近年来,迅速发展的纳米材料和技术,为固体颗粒强化流体传热带来了新的机遇。纳米流体是1995年由美国Argonne国家实验室Choi等[1]率先提出,是一种将少量纳米颗粒(粒径小于100nm的金属、非金属氧化物、非金属无机化合物、有机化合物)按照一定比例和方法添加到液体(基液)介质中所形成的稳定悬浮液。纳米流体的导热性能较原基液的导热性能有很大提升。与传统传热流体或含有微米级固体颗粒的流体相比,纳米流体具有导热能力高、稳定性好、对设备磨损小等优点。纳米流体在能源生产、电力供应、发动机冷却、集成电路中微孔道冷却等众多方面具有巨大的应用前景,从而成为材料、物理、化学、传热学等研究热点。

稳定性是影响纳米流体导热性能的重要因素,本课题通过制备并分析多种纳米流体的稳定性,探索基液与振荡时间及分散剂对纳米流体稳定性的影响规律,为纳米流体的工程应用提供理论参考。

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2. 国内外研究现状分析

纳米流体作为新兴的导热材料,引起了新世纪科研工作者的重视。但是纳米流体的研究还处于起步阶段,纳米流体许多方面的研究还有待完善。对此,国内外许多学者人仍在继续努力着。

夏国栋[2]采用两步法配置了以乙二醇和去离子水为基液的氧化铝纳米流体,再添加不同种类的分散剂,对纳米流体的吸光度用紫外可见光分光光度计进行测试。得出在考虑分散剂对吸光度的影响以及超声振荡时间对纳米粒子团聚的影响的条件下纳米流体的稳定性可以用吸光度法来表征。

魏楚雄等[3]对国内外纳米流体的研究现状、纳米流体的合成方法、纳米流体的稳定性、纳米流体的导热性、纳米流体的流变性进行了介绍和总结。重点总结了纳米流体的稳定性、导热性、流变性三个方向的科研成果。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:(1)准备实验材料,制备纳米流体,制定实验内容,选定Al2O3-H2O和Al2O3-C2H6O2、SiO2-H2O和SiO2-C2H6O2、CuO-H2O和CuO-C2H6O2等3对纳米流体来探究基液对于纳米流体稳定性的影响。(2)分别对Al2O3-H2O、SiO2-H2O两种纳米流体,设置等梯度超声振荡时间,探究超声振荡时间对纳米流体的影响;对CuO-C2H6O2纳米流体添加不同浓度的分散剂探究分散剂对纳米流体稳定性的影响。

研究计划

第1~2周: 查阅文献,了解相关内容,完成开题报告;

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4. 研究创新点

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