減阻型納米流體在管內(nèi)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(qiáng)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(shí)驗(yàn)測定了2000-18000的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，0-0.5％質(zhì)量分?jǐn)?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(jìn)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(jié)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(qiáng)的穩(wěn)定性和減阻特性。
　　在水平圓管的實(shí)驗(yàn)中，減阻劑濃度為200mg.kg-1時其減阻特性達(dá)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(qiáng)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(nèi)置扭帶管的實(shí)驗(yàn)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(nèi)置扭帶管有強(qiáng)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(nèi)的換熱關(guān)聯(lián)式和流動阻力關(guān)聯(lián)式以及減阻型 Cu納米流體在圓管和內(nèi)置扭帶管中的換熱關(guān)聯(lián)式和流動阻力關(guān)聯(lián)式，結(jié)果表明：實(shí)驗(yàn)所得出的數(shù)據(jù)其誤差均在15%以內(nèi)，故換熱關(guān)聯(lián)式和流動阻力關(guān)聯(lián)式都成立，進(jìn)一步驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。當(dāng)石墨和Cu納米顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%時，減阻型石墨和Cu納米流體在水平圓管內(nèi)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(qiáng)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(yīng)用前景。然后將其應(yīng)用于扭轉(zhuǎn)比分別為2.5和4.5的內(nèi)置扭帶管中，發(fā)現(xiàn)它的最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%，此時其對流換熱效果和減阻效果達(dá)到最佳狀態(tài)即綜合性能因子K達(dá)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(shí)驗(yàn)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(qiáng)化效