混合纳米流体粒子比对热物性参数的影响及性能分析

作者：马明琰; 翟玉玲^*; 李法社; 姚沛滔; 李彦桦

来源：昆明理工大学学报(自然科学版), 2021, 46(02): 29-36.

DOI：10.16112/j.cnki.53-1223/n.2021.02.04

• 纳米流体
• 导热系数
• 粘度
• 粒子比
• 综合传热性能

为了研究氧化物混合纳米流体的粒子混合比对导热系数及粘度的影响,实验采用两步法制备Al2O3-CuO/乙二醇-水混合纳米流体,并用Hot Disk 2500S热常数分析仪及DV3T粘度仪测量了温度范围为20～60℃、20 nm Al2O3与40 nm CuO颗粒体积比为20∶80～80∶20的导热系数和粘度值.结果表明,导热系数和粘度均随着小粒径氧化铝颗粒含量的增大而增大,但在粒子比为50∶50时导热系数出现最低值.从纳米层结构和颗粒聚集形态分析可知,小粒径颗粒能很好地填充于大粒径颗粒形成的缝隙中,形成"20 nm Al2O3粒子-基液分子-40 nm CuO粒子"界面纳米层,界面热阻降低,导热系数增大.但是,通过透射电镜图可知在粒子比为50∶50时,各颗粒结合不好,形成的团聚体尺寸大,造成局部粒子空白区,导致导热系数下降.最后,分析纳米流体的综合传热性能,Al2O3-CuO/乙二醇-水混合纳米流体在研究工况内均适合应用于层流流动与传热过程;在紊流时,由于流动扰动强度大,仅当粒子比小于40∶60时适合应用于紊流流动与传热过程.

• 单位
  昆明理工大学