水、醇、油等传统流体工质本身的导热系数和比热容都很小,这限制了其换热效率的提高,所以在需要快速换热的场合,目前只能用增加换热面积和高低温差的办法,这显然不能满足工业应用要求,因此要提高换热效率,开发具有高导热系数和优异流体性能的纳米粉体是一种迫切且可行的途径,众所周知,常温下固体材料的导热系数比流体大2个数量,可以预计,在流体中加入固体颗粒会提高导热系数.文献报道的理论和实验研究也表明,在流体中加入固体纳米粉体可实现导热系数显著提高.但是,所研究的悬浮液内的固体颗粒粒径太大,易于沉降,无法形成长期稳定的悬浮液系统,因而这些研究成果都没有在工业上得到应.
纳米粉体制备和处理技术的飞速发展,使在流体中悬浮固体纳米颗粒而制备成均匀稳定纳米流体成为现实,因为纳米颗粒具有大的比表面积,而热量需要通过颗粒与液体界面传递,无疑纳米流体具有良好的导热能力,同时由于Brown运动,悬浮液内固体纳米粉体不易沉降,有利于形成稳定的悬浮液,这为工业应用提供了可能国内研究人员分别测试了纳米铜粉、氧化铝粉二氧化硅粉以及二氧化钛纳米粉体加入水、醇或机油而制备成的悬浮液的导热系数.实验结果显示,纳米粉体悬浮液的导热系数较基体液体有显著提高。国内研究人员主要目的是从实验上研究了在水和乙二醇中混入碳化硅纳米粉体制备成的纳米流体导热系数,为进一步研究其换热效率和工业应用可行性打下基础。
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