纳米流体及其强化传热性能研究进展.pdfVIP

　　 石 　油 　机 　械 　　　　　　 2008年 　第 36卷 　第 6期 CH INA PETROLEUM MACH IN ERY — 79 — 专题综述 纳米流体及其强化传热性能研究进展 李洪亮 　许艳芳 (郑州大学化工学院 ) 　　摘要 　纳米流体是指以一定的方式和比例 , 在液体介质中添加纳米级的金属或非金属粒子形 成的一类新型传热工质 。主要介绍了纳米流体的传热特点及传热机理 , 着重概括了纳米流体在传 导 、对流及沸腾传热等方面强化传热的必威体育精装版研究进展 , 分析了其传热强化的影响因素 , 同时指出 了目前存在问题及今后研究方向。 　　关键词 　纳米流体 　强化传热 　对流换热 　沸腾换热 术应用于热能工程这一传统领域的创新性研究。 引　　　言 与传统的纯液体工质及在液体中添加毫米或微 米级固体粒子相比, 纳米流体传热的优点主要体现 随着 技 术 的飞 速 发 展 , 能 源 问题 日益 突 在以下几方面 : 出[ 1 - 2 ] , 热交换设备的传热负荷和传热强度 日益增 ( 1) 纳米流体跟纯液体相 比, 由于粒子与粒 大 , 传统的纯液体换热工质已很难满足一些特殊条 子 、粒子与液体 、粒子与壁面间的相互作用及碰 件下的传热与冷却要求 , 低传热性能的换热工质已 撞 , 流动层流边界层被破坏 , 传热热阻减小 , 流动 成为研究新一代高效传热冷却技术的主要障碍 。 湍流强度得到增强 , 使得传热增加 。 自 20世纪 90年代以来 , 研究人员开始将纳米 (2) 在相同粒子体积含量下 , 纳米粒子的表 材料技术应用于强化传热领域 , 研究新一代高效传 面积和热容量远大于毫米或微米级的粒子 , 因此纳 热冷却技术 。研究表明: 在液体中添加纳米粒子 , 米流体的导热系数也相应的大很多 , 从而降低循环 可以显著增加液体的导热系数 , 提高热交换系统的 泵的能量消耗 , 降低运行成本 , 以及减小热交换器 传热性能 , 显示了纳米流体在强化传热领域具有广 的体积 。 阔的应用前景 。对于提高热交换系统的经济性 、可 ( 3) 由于纳米材料的小尺寸效应 , 其行为接 靠性和小型化有重要意义 , 具有广阔的应用前景和 近于液体分子 , 纳米粒子强烈的布朗运动有利于其 潜在的巨大经济价值 。 保持稳定悬浮而不沉淀 , 从而有效地避免了毫米或 纳米流体强化传热机理比较复杂 , 其传热特性 微米级粒子易产生的磨损或堵塞现象 。同时 , 可对 受到诸多因素影响 , 在一定的条件下纳米流体导热 悬浮液流动起到润滑的作用 , Hu 和 Dong[ 4 ] 研究表 系数增幅显著 , 但其传热机理还未能被很好地解 明 , 在润滑油添加了纳米 TiO2 粒子 , 可减小流动 释 。笔者拟介绍纳米流体的传热特点、传热机理 , 摩擦阻力系数 , 起到抗磨损的作用 。因此 , 与在液 概括国内外研