基于3ω法的納米流體導(dǎo)熱系數(shù)測試研究.pdf

1、目前,不論是在微觀還是宏觀領(lǐng)域,對散熱制冷的要求越來越高。納米流體,作為新一代傳熱冷卻介質(zhì)的代表,由丁其表現(xiàn)出穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱性高、不易堵塞微通道以及減少腐蝕和節(jié)約能量等特點,越來越成為眾多專家學(xué)者的研究重點。然而納米流體的強(qiáng)化傳熱機(jī)理還不是很明朗,這將大大阻礙人們對其有效的開發(fā)和使用。 導(dǎo)熱系數(shù)是反映納米流體傳熱性能的一個重要參數(shù),其主要測試方法為瞬態(tài)熱線法,但在熱線法中受被測流體自然對流的影響,測量時間須控制在前兒秒鐘之內(nèi),對

2、測量儀器的響應(yīng)和靈敏度有更快更高的要求。為了避免上述缺陷,更好的配合計算機(jī)模擬米探索納米流體的強(qiáng)化傳熱機(jī)理,本文引進(jìn)一種新的交流調(diào)制技術(shù)3ω法,通過測量試樣溫升的頻率響應(yīng)獲得導(dǎo)熱系數(shù),現(xiàn)已成功用于體態(tài)、薄膜等固體材料領(lǐng)域的測試,但還很少用于流體領(lǐng)域。 在綜述固體導(dǎo)熱系數(shù)幾個測試模型的基礎(chǔ)上,引入了3ω法測量流體導(dǎo)熱系數(shù)的無限大圓柱模型,驗證推導(dǎo)了其實驗原理,自行設(shè)計搭建了測量裝置,對本課題組原測量電路作了進(jìn)一步改進(jìn),通過對幾種常

3、規(guī)液體的測試表明,本方法能夠有效的減小噪盧信號、自然對流等因素對實驗結(jié)果的影響,測量精度基本達(dá)到3％,具有一定的可靠性,并且利用1ω電壓可以判斷待測流體在測量時內(nèi)部體系是否穩(wěn)定。 在綜述納米流體的合成方法及其穩(wěn)定性影響因素的基礎(chǔ)上,采用超聲波振蕩的兩步法制備了納米碳管、碳包銅以及鋁等幾種納米流體,其中納米碳管/乙二醇、鋁/淬火油等納米流體的穩(wěn)定性較好,在室溫下靜置較長時間無明顯沉降現(xiàn)象。 采用3ω法測量了納米碳管懸浮液的