石墨烯纳米片-水纳米流体重力热管的传热性能实验研究

发布时间：2024-04-21 02:35

　　制备不同充液率和质量分数的石墨烯纳米片-水纳米流体,并以石墨烯纳米片-水纳米流体作为工质,分别应用于玻璃热虹吸管和碳钢重力热管中进行重力热管传热性能实验研究,先后进行可视化实验、传热实验和启动性能实验。从可视化实验可知,加入分散剂、石墨烯纳米片的纳米流体其蒸发量大并且可以改善玻璃热虹吸管的间歇沸腾;传热实验中,30%充液率下0.250%质量分数的石墨烯纳米片-水重力热管的传热性能最好,相较于纯水重力热管输出功率最多能提高8%,传热系数最多可提高15.4%;在启动性能实验中,相对于纯水,纳米流体到达冷凝段花费时间长、冷凝段温度低,纯水重力热管启动速度更快。

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【部分图文】：

图1石墨烯纳米片-水纳米流体分散效果

实验中所购置的石墨烯纳米片厚度为1～5nm，片径1～3μm，将它与蒸馏水混合并且加入分散剂十二烷基硫酸钠（SDS），用搅拌棒顺时针搅拌3min，最后放入超声波破碎仪搅拌2h，以此获得分散均匀、稳定的水基石墨烯纳米流体。如图1所示，在各试管中加入等量的石墨烯纳米片和分散剂，试管a中....

图2可视化实验装置

可视化实验装置如图2所示，主要由电加热板、玻璃热虹吸管、固定架、保温砖、温度显示器、调压器、聚光灯和高速摄像机组成。实验主体部分为两根长500mm、外径25mm、壁厚1mm且装有旋塞阀的玻璃热虹吸管，分别装入石墨烯纳米片-水纳米流体和蒸馏水，充液率为30%，其中纳米流体管中石墨烯....

图3石墨烯纳米片-水纳米流体与纯水的相变行为

实验时，玻璃热虹吸管内经常会产生间歇沸腾。从图4中可以观察到，刚开始水管中液池无任何变化，随着温度的升高液池底部瞬间生成巨大气泡向上迅速膨胀并且携带上方的液体冲向冷凝端顶部，并伴有清脆的撞击声，然后在重力作用下工质回流至蒸发端，此时一个间歇沸腾周期结束，液池开始积聚能量，进行下一....

图4石墨烯纳米片-水纳米流体与纯水的间歇沸腾现象

图3石墨烯纳米片-水纳米流体与纯水的相变行为2传热实验

本文编号：3960288