混合纳米流体粒子比对热物性参数的影响及性能分析

马明琰，翟玉玲，李法社，姚沛滔，李彦桦

(1.昆明理工大学 省部共建复杂有色金属重点实验室,云南 昆明,650093; 2.昆明理工大学 冶金与能源工程学院,云南 昆明,650093)

0 引 言

随着能源成本的快速上涨，热力系统优化在减少能耗中起重要作用，其中换热工质的性能优化是重要研究内容之一.针对传统热流体导热系数低的问题，1993年Choi[1]提出可通过物理或化学的手段在基液中添加导热系数较高的纳米颗粒制备稳定的悬浮纳米流体，以提高换热工质的传热性能.为了进一步提高工质的传热效率，不同种类颗粒混合能弥补单一颗粒所不具有的性质[2].与单一纳米流体而言，由于固体颗粒与液体分子间的协同作用使得混合纳米流体能提高工质的传热及流动参数[3-5].作为新一代的传热工质，混合纳米流体受到越来越多学者青睐.

目前，对于混合纳米流体的研究主要集中于浓度、温度及基液种类等对热物性参数的影响.Sundar等[6]研究体积浓度为0.3%的MWCNT-Fe3O4/水混合纳米流体的导热系数和粘度变化情况，由于基液分子的微对流和颗粒间布朗运动的影响，当温度分别为20℃和60℃时导热系数和粘度提高了13.88%和28.46%、1.27和1.5倍.Esfahani等[7]研究ZnO-Ag/水混合纳米流体导热系数，发现在最高体积分数(2%)与最高温度(50℃)下，相对导热系数也最高，这主要是因为随着颗粒含量的增加，高温下温度对布朗运动有模型加速的效应.Baby等[8]分别制备了体积分数为0.05%的Ag-HEG/水和Ag-HEG/乙二醇混合纳米流体，在25℃下观察到导热系数最高增……