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三元混合纳米流体稳定性及热性能

2021-08-21马明琰翟玉玲轩梓灏周树光李志祥

化工进展 2021年8期

马明琰,翟玉玲,轩梓灏,周树光,李志祥

(1昆明理工大学冶金与能源工程学院,省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室,云南昆明 650093;2国家能源集团云南阳宗海发电有限公司,云南昆明 652103)

为了解决传统工质传热性能差的问题,如水、油、聚合物溶液或乙二醇等,Choi等[1]首次提出可在传热工质里添加热导率高的纳米级颗粒,使用物理或化学方法使其均匀分散而形成稳定性强的纳米流体。由于纳米颗粒尺寸小、表面积大,纳米流体具有换热性能较高、黏度较低、长期稳定性好且团聚体尺寸小等特点,明显改善了传统工质的热物性能和流变行为,被广泛应用于实际工业换热过程中[2-3]。但是,早期的纳米流体由于只添加一种纳米颗粒,不能满足特定应用场合所需的优异特性。比如,金属氧化物纳米颗粒如Al2O3或TiO2化学稳定性好,但热导率较低;而金属纳米颗粒如Al、Cu或Ag具有较高的热导率但不稳定,易发生化学反应[4]。若能在基液中添加不同类型的纳米颗粒,使其同时具有优异的流变性能和传热性质,就能使其更适用于实际的工业换热过程中。

混合纳米流体是将两种或两种以上不同类型的纳米颗粒均匀分散于基液中,具有优异的性能而被更多学者青睐和研究应用。Madhesh等[5]研究了体积分数对TiO2-Cu/水混合纳米流体热导率的影响,结果表明由于Cu颗粒在TiO2颗粒表面形成了一层有序的纳米层,在粒子和基液分子间形成了较好的传热网络,使热导率大幅度增大。……

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