三元混合纳米流体稳定性及热性能

摘要

采用两步法制备体积分数为0.005％～1％的Al2O3-TiO2-Cu/水三元混合纳米流体,粒子体积比为40:40:20.为了提高其稳定性,添加少量的PVP(0.005％)表面活性剂,并用XRD、TEM、紫外分光光度计和沉淀观察法共同表征纳米流体的稳定特性.测量温度为20～60°C的黏度和热导率,并与相对应的单一纳米流体作对比.试验结果表明,三元混合纳米流体由于各种粒子的粒径和表面能不同,小粒径的Al2O3颗粒填充在大粒径TiO2和Cu颗粒形成的间隙里,可形成致密的固液界面层.三元混合纳米流体由于粒子的特殊排布,使其热导率明显高于相同体积分数下对应的单一纳米流体,黏度却无明显增大.当体积分数和温度分别为1％和60°C时,与Al2O3/水纳米流体对比,其热导率增大了5.5％,黏度下降了2.6％.热导率随温度和浓度的升高而升高;而黏度随浓度的升高而升高,随温度的升高而下降,这与单一纳米流体的性质一致.最后,基于试验数据,对热导率和黏度分别进行与温度的拟合,R2分别为0.9835和0.9820,能较精确地预测Al2O3-TiO2-Cu/水三元混合纳米流体的热导率和黏度.