減阻型納米流體在管內換熱和流動阻力特性的研究.pdf

1、減阻型納米流體能夠在增強流體對流換熱特性的同時減小流體在流動過程中的阻力。實驗測定了2000-18000的雷諾數(shù)范圍內，0-0.5％質量分數(shù)的石墨、多壁碳納米管、A12O3、Cu、Al、Fe2O3、Zn納米粒子加入到100mg.kg-1-400mg.kg-1濃度的十六烷基三甲基氯化銨（CTAC）減阻劑中所制備的減阻型納米流體的對流換熱系數(shù)和流動阻力系數(shù)。對該種流體合適的配比組分和配制工藝進行了探索，研究其對流換熱特性和流動特性的綜合性能

2、表現(xiàn)。結果表明：在十六烷基三甲基氯化銨中加入水楊酸鈉（NaSal）與去離子水所配置的減阻劑具有很強的穩(wěn)定性和減阻特性。
　　在水平圓管的實驗中，減阻劑濃度為200mg.kg-1時其減阻特性達到最優(yōu)，在使用的眾多納米粒子中石墨和 Cu納米粒子在增強對流換熱和減少流動阻力方面具有較佳的綜合表現(xiàn)。在內置扭帶管的實驗中，減阻型 Cu納米流體對流換熱系數(shù)是其在水平圓管中對流換熱系數(shù)的一倍左右，而流動阻力系數(shù)是水平圓管中減阻型Cu納米流體的1

3、0倍左右，表明內置扭帶管有強化換熱的能力，但會額外增大流動阻力。
　　歸納擬合了減阻型石墨納米流體在圓管內的換熱關聯(lián)式和流動阻力關聯(lián)式以及減阻型 Cu納米流體在圓管和內置扭帶管中的換熱關聯(lián)式和流動阻力關聯(lián)式，結果表明：實驗所得出的數(shù)據(jù)其誤差均在15%以內，故換熱關聯(lián)式和流動阻力關聯(lián)式都成立，進一步驗證了實驗數(shù)據(jù)的可靠性。當石墨和Cu納米顆粒質量分數(shù)為0.4%時，減阻型石墨和Cu納米流體在水平圓管內具有最佳的換熱和減阻特性，其綜合性

4、能因子K（即減阻型納米流體強化對流換熱和減少流動阻力的綜合效果）分別是去離子水的5倍和14倍，所以減阻型Cu納米流體表現(xiàn)出具有更為廣闊的研究和應用前景。然后將其應用于扭轉比分別為2.5和4.5的內置扭帶管中，發(fā)現(xiàn)它的最佳質量分數(shù)為0.5%，此時其對流換熱效果和減阻效果達到最佳狀態(tài)即綜合性能因子K達到最大值，且分別約為去離子水的3倍和2倍。而且在這兩種換熱管的實驗中，不同濃度的減阻型Cu納米流體綜合性能因子K均大于1，表明其對流換熱強化效