纳米CuO粒子对矿物基冷冻机油粘度及表面张力的影响

摘要

为了满足环保和节能要求，积极探索提高制冷空调设备能效、降低设备工艺成本、延长设备寿命的技术方法是国内外制冷空调相关领域致力研究的重要课题。纳米粒子具有改善流体换热和机械抗磨减摩性能，可用于提高制冷系统的能效，降低加工工艺成本，延长设备寿命。冷冻机油是制冷系统中必不可少的一部分。冷冻机油的粘度对制冷系统的能效影响较大，粘度太大会使制冷系统的能耗增大；粘度太小，又起不到对制冷系统的保护作用。纳米粉体材料作为冷冻机油的添加剂，能够起到抗磨减摩的作用，与此同时，但它也将对冷冻机油的粘度等性质产生影响。 本文通过实验考察了纳米CuO粒子对矿物基冷冻机油粘度及表面张力的影响，主要研究工作及结果如下： (1)矿物基纳米CuO冷冻机油的制备围绕纳米CuO粒子在矿物基冷冻机油中的分散稳定性，实验确定了矿物基纳米CuO冷冻机油的制备方案，制备出四种浓度的纳米CuO冷冻机油，具有良好的分散稳定性。 (2)矿物基纳米CuO冷冻机油的粘度为了考察纳米CuO粒子及分散剂对矿物基冷冻机油粘度的影响，通过实验，比较了“纯冷冻机油”、“纯冷冻机油+分散剂”、“纯冷冻机油+纳米CuO粒子”和“纯冷冻机油+分散剂+纳米CuO粒子”四组共十四种流体的粘度。 发现： 1)纳米CuO冷冻机油与基础冷冻机油粘度差值随着温度的升高而降低。其中：温度为20℃时，最大差值为9.28mPa·s；温度为70℃时，最大差值为0.85mPa·s。 2)表面活性剂MH-95，能够降低纳米CuO冷冻机油及基础冷冻机油的粘度。 3)纳米CuO/冷冻机油和纳米CuO冷冻机油的粘度随着纳米CuO粒子浓度的增加而增加。 4)纳米CuO/冷冻机油和纳米CuO冷冻机油基本符合Einstein粘度方程： a)纳米CuO/冷冻机油的实验值与理论值相比，最大误差为6.51％； b)纳米CuO冷冻机油的实验值与理论值相比，最大误差为10.82％。 (3)矿物基纳米CuO冷冻机油的表面张力实验考察了纳米CuO粒子及分散剂对矿物基冷冻机油表面张力的影响。 结论如下： 1)纳米CuO粒子/冷冻机油的表面张力值随着纳米CuO添加量的增加而呈降低趋势； 2)表面活性剂MH-95/冷冻机油的表面张力值大于基础冷冻机油表面张力； 3)纳米CuO冷冻机油的表面张力值随着纳米CuO浓度的增加而呈增加趋势。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究背景及意义

1.2冷冻机油

1.2.1冷冻机油的种类

1.2.2冷冻机油的使用

1.3纳米材料

1.3.1纳米材料的结构和特性

1.3.2纳米材料的制备方法

1.3.3纳米材料在添加剂方面的应用

1.4纳米流体的性能研究

1.4.1粘度

1.4.2表面张力

1.5主要研究工作

2纳米冷冻机油的制备及稳定性研究

2.1悬浮液的特征

2.2纳米冷冻机油的运动性质

2.2.1扩散

2.2.2布朗运动

2.2.3沉降

2.3胶体稳定性

2.3.1胶体稳定性简介

2.3.2胶体稳定作用机理

2.3.3纳米冷冻机油稳定影响因素

2.4纳米冷冻机油的制备

2.4.1胶体制备的一般条件

2.4.2胶体制备的方法

2.5纳米冷冻机油制备实验

2.5.1实验方案

2.5.2实验步骤

2.5.3实验结果

2.5.4实验结果分析

2.6本章小结

3纳米CUO冷冻机油的粘度研究

3.1微观作用机理——分子动力论方法

3.1.1纯液体粘度的关联模型

3.1.2混合物粘度的推算

3.2宏观作用机理——爱因斯坦悬浮溶液粘度理论

3.2.1爱因斯坦悬浮溶液粘度理论

3.2.2爱因斯坦悬浮溶液粘度理论的应用

3.3纳米CUO冷冻机油粘度实验

3.3.1实验仪器

3.3.2测量方法及原理

3.3.3实验步骤

3.3.4实验结果及分析

3.4本章小结

4纳米CUO冷冻机油的表面张力研究

4.1表面活性剂

4.1.1表面活性剂的结构特点

4.1.2表面活性剂的分类

4.2表面张力

4.2.1表面张力定义

4.2.2表面张力测量

4.3纳米CUO冷冻机油表面张力实验

4.3.1实验仪器

4.3.2表面张力仪原理

4.3.3实验步骤

4.3.4实验结果及分析

4.4本章小结

5结论

致 谢

参考文献