不同形貌銀納米流體的制備與物理性能研究.pdf

1、在液體中添加納米級的金屬或金屬氧化物粒子制備成納米流體，具有優(yōu)異的熱傳輸性能以及良好的光譜吸收性能，將其用作直接吸收式太陽能集熱器的集熱工質，可有效提高光熱利用效率。本文以不同形貌Ag-EG納米流體為研究對象，研究了納米流體的合成方法，分析了其導熱性能、粘度、潤濕性能以及光熱特性等物理性能。
　　本研究主要內容包括：⑴采用多元醇法成功制備了立方狀以及不同粒徑的線狀Ag-EG納米流體;采用晶種法制備了銀納米棒，通過超聲振動將其分散到

2、EG中，制備出棒狀Ag-EG納米流體。并通過XRD、SEM以及TEM等分析測試技術對三種形貌的Ag-EG納米流體進行了表征。⑵采用KD2 Pro導熱系數儀測量了Ag-EG納米流體的導熱系數，并分析了溫度、質量分數、顆粒粒徑及形貌對其導熱系數的影響。結果表明，隨著溫度升高，Ag-EG納米流體的導熱系數增大，當溫度從25℃升高到65℃時，導熱系數最大增大率為48.60％;隨著質量分數增大，導熱系數增大，其中立方狀Ag-EG納米流體增大率可達

3、57.99％;同樣，粒徑和形貌也是影響導熱系數的兩個因素，立方狀Ag-EG納米流體的導熱系數最大，其次為棒狀、線狀Ag-EG納米流體;通過對不同粒徑的線狀Ag-EG納米流體的導熱系數進行分析，發(fā)現粒徑越小，導熱系數越大。最后，本文將實驗值與理論模型模型的計算值進行比較，發(fā)現實驗值與H-C模型計算出的理論值基本吻合，誤差最小為0.18％。⑶采用DV2T粘度計對Ag-EG納米流體的粘度進行了測試，并研究了溫度、質量分數、銀納米顆粒的粒徑以及

4、形貌對其粘度的影響。實驗結果表明，隨著溫度的升高，Ag-EG納米流體的粘度減小，當溫度從25℃升高到65℃時，粘度減小率均在50％以上;銀納米顆粒質量分數增大，粘度增大;通過對不同粒徑線狀納米流體的粘度進行對比分析發(fā)現，隨著粒徑的減小，納米流體的粘度增大;立方狀Ag-EG納米流體的粘度要小于棒狀以及線狀Ag-EG納米流體。在65℃條件下，質量分數為0.020wt.％時，立方狀Ag-EG納米流體的粘度為6.83mPa·s，相對于基液EG增

5、大了9.80％?；诖?，本文將實驗值與理論模型模型的計算值進行比較，發(fā)現實驗值與Godson模型計算出的理論值最為接近。⑷對Ag-EG納米流體的潤濕性進行了測試，通過表面張力和接觸角兩個方面進行研究，分析了溫度、質量分數、顆粒粒徑以及形貌對Ag-EG納米流體表面張力和接觸角的影響，結果發(fā)現，Ag-EG納米流體的表面張力和接觸角均小于基液EG，納米流體的潤濕性均優(yōu)于基液EG。其中，立方狀Ag-EG納米流體的表面張力和接觸角均為最小，質量分

6、數為0.020wt.％時，立方狀Ag-EG納米流體的表面張力在65℃的條件下為45.042mN/m，25℃時接觸角為27.5°。⑸采用UV-5500紫外可見分光光度計測試Ag-EG納米流體的透射率，并自行組裝悶曬集熱裝置研究Ag-EG納米流體的悶曬溫度隨環(huán)境溫度的變化情況，分析納米流體質量分數、納米顆粒粒徑和形貌對其光譜吸收性能和光熱轉換性能的影響。實驗結果表明，納米流體的光熱轉換特性優(yōu)于EG，且當質量分數從0.005wt.％增大到0.