不同形貌銀納米流體的制備與物理性能研究.pdf

1、在液體中添加納米級的金屬或金屬氧化物粒子制備成納米流體，具有優(yōu)異的熱傳輸性能以及良好的光譜吸收性能，將其用作直接吸收式太陽能集熱器的集熱工質(zhì)，可有效提高光熱利用效率。本文以不同形貌Ag-EG納米流體為研究對象，研究了納米流體的合成方法，分析了其導(dǎo)熱性能、粘度、潤濕性能以及光熱特性等物理性能。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用多元醇法成功制備了立方狀以及不同粒徑的線狀A(yù)g-EG納米流體;采用晶種法制備了銀納米棒，通過超聲振動將其分散到

2、EG中，制備出棒狀A(yù)g-EG納米流體。并通過XRD、SEM以及TEM等分析測試技術(shù)對三種形貌的Ag-EG納米流體進行了表征。⑵采用KD2 Pro導(dǎo)熱系數(shù)儀測量了Ag-EG納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)，并分析了溫度、質(zhì)量分數(shù)、顆粒粒徑及形貌對其導(dǎo)熱系數(shù)的影響。結(jié)果表明，隨著溫度升高，Ag-EG納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)增大，當(dāng)溫度從25℃升高到65℃時，導(dǎo)熱系數(shù)最大增大率為48.60％;隨著質(zhì)量分數(shù)增大，導(dǎo)熱系數(shù)增大，其中立方狀A(yù)g-EG納米流體增大率可達

3、57.99％;同樣，粒徑和形貌也是影響導(dǎo)熱系數(shù)的兩個因素，立方狀A(yù)g-EG納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)最大，其次為棒狀、線狀A(yù)g-EG納米流體;通過對不同粒徑的線狀A(yù)g-EG納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)進行分析，發(fā)現(xiàn)粒徑越小，導(dǎo)熱系數(shù)越大。最后，本文將實驗值與理論模型模型的計算值進行比較，發(fā)現(xiàn)實驗值與H-C模型計算出的理論值基本吻合，誤差最小為0.18％。⑶采用DV2T粘度計對Ag-EG納米流體的粘度進行了測試，并研究了溫度、質(zhì)量分數(shù)、銀納米顆粒的粒徑以及

4、形貌對其粘度的影響。實驗結(jié)果表明，隨著溫度的升高，Ag-EG納米流體的粘度減小，當(dāng)溫度從25℃升高到65℃時，粘度減小率均在50％以上;銀納米顆粒質(zhì)量分數(shù)增大，粘度增大;通過對不同粒徑線狀納米流體的粘度進行對比分析發(fā)現(xiàn)，隨著粒徑的減小，納米流體的粘度增大;立方狀A(yù)g-EG納米流體的粘度要小于棒狀以及線狀A(yù)g-EG納米流體。在65℃條件下，質(zhì)量分數(shù)為0.020wt.％時，立方狀A(yù)g-EG納米流體的粘度為6.83mPa·s，相對于基液EG增

5、大了9.80％?；诖?，本文將實驗值與理論模型模型的計算值進行比較，發(fā)現(xiàn)實驗值與Godson模型計算出的理論值最為接近。⑷對Ag-EG納米流體的潤濕性進行了測試，通過表面張力和接觸角兩個方面進行研究，分析了溫度、質(zhì)量分數(shù)、顆粒粒徑以及形貌對Ag-EG納米流體表面張力和接觸角的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Ag-EG納米流體的表面張力和接觸角均小于基液EG，納米流體的潤濕性均優(yōu)于基液EG。其中，立方狀A(yù)g-EG納米流體的表面張力和接觸角均為最小，質(zhì)量分

6、數(shù)為0.020wt.％時，立方狀A(yù)g-EG納米流體的表面張力在65℃的條件下為45.042mN/m，25℃時接觸角為27.5°。⑸采用UV-5500紫外可見分光光度計測試Ag-EG納米流體的透射率，并自行組裝悶曬集熱裝置研究Ag-EG納米流體的悶曬溫度隨環(huán)境溫度的變化情況，分析納米流體質(zhì)量分數(shù)、納米顆粒粒徑和形貌對其光譜吸收性能和光熱轉(zhuǎn)換性能的影響。實驗結(jié)果表明，納米流體的光熱轉(zhuǎn)換特性優(yōu)于EG，且當(dāng)質(zhì)量分數(shù)從0.005wt.％增大到0.