演讲题目:基于减粘策略的石墨烯/水基纳米流体的强化传热研究
内容摘要
石墨烯/水基纳米流体作为新型换热流体,在强化传热及节能领域具有重要的作用。为解决目前水基纳米流体实际应用中导热增强及粘度增大而产生动力消耗增加的矛盾问题。本文从分散剂入手,设计和选择不同结构的具有粘弹性的高分子水溶液为纳米流体基液,通过高压均质分散得到稳定性极佳的石墨烯/水基纳米流体。基液分子与石墨烯粒子通过氢键相互作用,在分子表面形成“石墨烯薄膜”,弱化了液体分子间相互作用。流体受到作用力时,纳米粒子容易沿剪切力方向排列,作为润滑材料减弱了摩擦力从而导致基液粘度的降低。石墨烯对不同基质液体均表现出显著的降粘作用,降粘率最高可达99.6%,粘度接近纯水。降粘效应为解决由于纳米粒子的加入导致粘度增大及后续使用过程中带来能量消耗增加的问题提供了便捷有效途径。石墨烯/水基纳米流体导热系数比纯水最大提高38.7%,综合换热性能增强比(PER)值接近0,说明所制备的新型纳米流体具有最大的换热增强效应。本文所制备的纳米流体不仅具有优良的导热性、流变性和稳定性,而且制备工艺简单、成本低、对生态友好,极具工业化应用前景,同时为其它新型纳米流体的制备提供有益的借鉴。