纳米流体导热系数测量

采用3ω法测量多壁纳米碳管悬浮液的导热系数葛树林;杨决宽;毕可东;陈敏华;陈云飞【期刊名称】《功能材料与器件学报》【年(卷),期】2008(14)1【摘要】为了减小瞬态热线法测量纳米流体导热系数时易受电磁干扰和自然对流等因素的影响,更好地探究新型换热工质的强化传热机理,研制了3ω法实验台,采用锁相放大器测得交流加热铂丝的3倍频电压响应,拟合算出待测液体的导热系数。

先通过对常规液体蒸馏水、乙二醇以及酒精溶液的测量,验证了实验台的精度和可靠性。

然后采用两步法合成了稳定性较高的多壁纳米碳管悬浮液,测得其各体积分数和各温度下的导热系数。

实验结果表明,3ω法具有较好的电磁兼容性,测量时温升不超过0.5K,可以有效地减小对流传热和辐射传热的影响,且可以通过1ω电压来判断纳米流体的稳定性;纳米碳管悬浮液的导热系数比基液和Ham ilton-Crosser 预测值明显提高,并且分别随纳米碳管含量的增加和温度升高而加大。

【总页数】5页(P70-74)【关键词】3ω法;纳米碳管;导热系数;纳米流体【作者】葛树林;杨决宽;毕可东;陈敏华;陈云飞【作者单位】东南大学机械工程学院【正文语种】中文【中图分类】TH7;TN4【相关文献】1.稳态圆筒壁法自动测量颗粒导热系数的改进 [J], 张建智;周孑民;章世斌2.Al2O3-H2O纳米悬浮液导热系数研究 [J], 李华;朱冬生3.稳态圆筒壁法自动测量颗粒导热系数的改进 [J], 张建智;周孑民;章世斌4.采用同步测量法测定了不同品种果蔬的导热系数与其可溶性固形物含量、自由水含量、含水量、密度、硬度等因素的变化规律.结果表明,对于不同种类的果蔬,与其导热系数存在显著线性相关的因素从大到小依次是含水量、可溶性固形物含量、自由水含量和密度,而和果蔬的硬度不存在显著线性相关关系. [J], 李昕;曲晨晓5.温度依变性对纳米颗粒悬浮液导热系数测量影响 [J], 周乐平;王补宣;彭晓峰;杜小泽;杨勇平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

纳米流体导热系数研究
谢华清;奚同庚
【期刊名称】《上海第二工业大学学报》
【年(卷),期】2006(023)003
【摘要】用热丝法测量了分别由氧化铝纳米粉体和碳纳米管加入到多种基体液体中制备成的系列纳米流体的导热系数,研究了纳米流体导热系数相对增加量(增加率)与固相体积含量、基体流体导热系数以及粉体种类的关系.结果表明,纳米流体导热系数增加率随固相体积含量的增加几乎呈线性增大,并随基体流体导热系数的增大而减小,在相同条件下,含碳纳米管纳米流体的导热系数增加率大于含氧化铝纳米粉体纳米流体的导热系数增加率;纳米流体导热系数增加率远比现有理论(如H&C模型)预测值大,受各种因素的影响表现出特异性.
【总页数】5页(P200-204)
【作者】谢华清;奚同庚
【作者单位】上海第二工业大学环境工程系,上海,201209;中国科学院上海硅酸盐研究所,上海,200050;中国科学院上海硅酸盐研究所,上海,200050
【正文语种】中文
【中图分类】TB383
【相关文献】
1.低温相变蓄冷纳米复合流体导热系数实验研究 [J], 何钦波;童明伟;徐言生;刘玉东
2.双组分纳米流体导热系数研究 [J], 苏风民;马学虎;陈嘉宾;张勇
3.铜/水纳米流体导热系数分子动力学研究 [J], 邱腾蛟;王浩昌
4.纳米颗粒聚集形态对纳米流体导热系数的影响 [J], 张智奇; 钱胜; 王瑞金; 朱泽飞
5.碳纳米管水基纳米流体导热系数的预测方法 [J], 贾涛;王瑞祥
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纳米流体的等效导热率测量传热分析XXX 仪器仪表工程 P1602085236一．问题简介纳米流体作为一种新型的传热流体，具有良好的传热性能。

然而，研究发现纳米流体具有非常强大的非牛顿性，即它的等效导热系数不仅仅与其材料本身有关，而且与其所处的流动环境有关。

进一步说，这种材料的导热系数会随着流体剪切力的变化而变化。

那么，如何得到流体剪切力与等效导热系数之间的关系呢？有一种方法是通过试验来测定，装置图如下：被测流体处于两个薄圆筒壁之间，其中外圆筒旋转，内圆筒静止，通过外圆筒的旋转来带动流体做旋转运动并产生剪切力。

内圆筒布置有加热膜，通过直流电源产生的电流来加热。

由于不同的转速会使得流体的等效导热系数发生变化，从而影响壁面温度。

那么，就可以通过一些传热分析来得到剪切力与等效导热系数之间的关系。

二．模型的建立以及传热分析首先是模型的简化：（1）假设流体仅仅做圆周运动，即没有轴向和径向的运动。

（2）假设粘性导致的耗散可以忽略。

（3）假设内外薄壁圆筒的热阻可以忽略。

在上述假设下，该问题可以简化为一维，稳态，无内热源的圆筒导热问题。

初始能量方程为：经过简化可得： 0r 1=⎪⎭⎫ ⎝⎛dr dt r d d r λ 定解条件为：i r r = ， i t t =0r r = ， 0t t =经过积分计算可得导热系数为：()()()002/t t l r r In i i -=πφγλ 而剪切力可以通过下式计算：()i r r nr -=0030πγ式中，φ为热流量（即为加热功率），λ为导热系数，γ为剪切力，n 为圆筒转速，r 0为外筒半径，r i 为内筒半径，t 0为外筒表面温度，t i 为内筒壁面温度。

即可通过测得内外壁的温度来得到流体的等效导热系数，再根据剪切力计算公式得到剪切力与等效导热系数之间的关系。

参考文献：[1]孙成珍,白博峰,卢文强,等.剪切流场中纳米流体的等效导热率的实验测量[J].工程热物理学报,2013,34(12):2288-2291.。

液体导热系数测量1、服务范围•温度范围：-30 ℃~350 ℃；•压力范围：0.1~25 MPa；•各类液体及气体。

2、测量方法及标准测量方法：瞬态热线法参考标准：ASTM D2717 – 05 Standard Test Method for Thermal Conductivity of LiquidsASTM D7896 - 14 Standard Test Method for Thermal Conductivity, Thermal Diffusivity and Volumetric Heat Capacity of Engine Coolants and Related Fluids by Transient Hot Wire Liquid Thermal Conductivity Method3、样品种类•可测量的液体种类包括各种极性和非极性流体的纯质及混合物：•纳米流体：氧化铝纳米流体、石墨纳米流体、Fe3O4纳米流体、ZrO2纳米流体；•冷冻液：乙二醇、丙三醇、四氯化碳、少数碳氢化合物；•制冷剂：R134a、R12、R22、R123、二甲醚等；•油品：导热油、汽油、煤油、柴油、润滑油、压缩机油、冷冻机油、硅油等；•粘稠液体：粘稠溶剂、果汁、血液、牛奶等；•化学试剂：水、甲苯、醇类、离子液体等。

•可测量的气体包括各种纯质或者气体混合物：•天然气体：空气、CH4、N2、CO2、CO；•新型推进剂等。

4、典型测试利用TC3100L导热系数仪和TC3200L导热系数仪，研究了某航空煤油在常压下、243K~453K温度区间内的导热系数以及20℃下、0.1 MPa ~26 MPa压力范围内的导热系数，获得如下实验结果。

从中可以看到，随着温度的升高，航空煤油的导热性能时降低的；随着压力的升高，航空煤油的导热性能增大的。

图1：某航空煤油导热系数随温度变化曲线图2：某航空煤油导热系数随压力变化曲线更多测量案例，详见解决方案。

zno纳米流体传热特性实验研究随着科技的发展，纳米材料已经成为世界上最重要和有前景的技术领域之一。

ZnO纳米材料已广泛应用于光电、储能、药物控释、医学诊断和治疗以及环境污染控制等领域。

其中，传热性能的研究是ZnO纳米材料的关键科学问题。

因此，以ZnO纳米材料为核心进行关于热传导特性的研究是很有必要的。

ZnO纳米流体传热性能实验研究，是利用恒定容量热量扩散测量仪（CVD）来实现的，主要是测量ZnO纳米液体的热传导系数。

实验中，对ZnO纳米液体进行了红外热分析、光度测定、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）等分析，以确定其结构和特性。

同时，利用CVD实验记录的数据，从实验结果中获取了ZnO纳米流体的热传导系数。

结果表明，随着温度的升高，ZnO纳米流体的热传导系数约为4.7×10-4W/mK。

此外，当温度介于30°C和120°C之间时，ZnO纳米流体的热传导系数会随温度变化而变化，然而，当温度超过120°C 时，ZnO纳米流体的热传导系数似乎已经收敛至一个常数值。

影响纳米流体热传导性能的因素有很多，如纳米材料的形状和粒度、温度、pH值、浓度等。

因此，为了更好地理解ZnO纳米流体的热传导性能，以及如何控制热传导性能，必须对ZnO纳米流体中影响较大的因素逐一进行深入研究。

本研究中，ZnO纳米流体的热传导系数由实验获取，表明，当温度低于120°C时，ZnO纳米流体的热传导系数会随温度变化而变化，当温度超过120°C时，ZnO纳米流体的热传导系数开始收敛至一个常数值。

热传导系数的测量可以为未来的热管理设计和机械设计提供有益的热传导性能参考。

总之，通过本研究，从实验中获取了ZnO纳米流体的热传导系数，分析了不同温度下的热传导性能，并且表明温度对热传导的影响，为将来的热传导设计和机械设计提供了参考。

另外，还有更多关于ZnO 纳米流体热传导性能的研究有待进一步探索和开发。

纳米流体的热物理性质研究近年来，随着科技的不断发展，人们对于纳米流体的热物理性质研究越来越深入。

纳米流体是指平均粒径在1至100纳米之间的含有纳米颗粒物体系。

纳米流体的热物理性质如导热系数、比热容、热扩散系数等都与其微观结构有着密切的关系。

因此，对于纳米流体的热物理性质进行深入研究，不仅有助于解决一系列纳米技术领域中的问题，而且也具有广泛的应用前景。

本文将从几个方面对纳米流体的热物理性质进行探究。

一、纳米流体的热导率研究热传导性质是衡量物质传热效率的重要指标。

实验测定表明，纳米流体的热导率与颗粒体积分数、颗粒尺寸、纳米颗粒分散状态和相互作用等因素都有着密切的关系。

研究发现，在纳米流体体系中，当颗粒间距约为1.3倍颗粒半径时，热导率达到峰值。

此外，在低浓度下热导率呈现出线性增长，而在较高浓度下则发生了明显的非线性变化。

纳米流体的热导率研究对于纳米材料的设计和纳米传热技术的开发与应用有着重要价值。

二、纳米流体的比热容研究比热容是指物体单位质量在一定温度下吸热所需的能量。

纳米流体中的纳米颗粒与基体之间的相互作用对比热容的影响较大。

研究表明，在高温下纳米颗粒的物理状态会发生变化，颗粒表面的氧化皮层会变厚，从而导致纳米流体的比热容降低。

此外，一些研究表明，当纳米颗粒体积分数很小时，纳米颗粒的加入可以提高纳米流体的比热容。

对于理解纳米流体的热力学性质，特别是在高温下的特性变化，比热容的研究具有重要意义。

三、纳米流体的热扩散系数研究热扩散系数是指单位时间内温度梯度的导数。

纳米流体中的导热和扩散作用非常重要，对物质的传热效率和传质效率有着直接的影响。

研究发现，纳米流体的热扩散系数与纳米颗粒浓度、颗粒分散状态、颗粒尺寸以及流体基体的热扩散系数等因素密切相关。

此外，当颗粒尺寸与液体平均自由程相近时，纳米颗粒的热贡献对热扩散系数的影响就更加显著。

纳米流体热扩散系数的研究对于提高纳米材料的传热、传质性能有着重要的意义。

纳米流体力学特性与传热性能研究引言纳米流体力学是研究纳米尺度下流体行为的学科，涵盖了纳米流体的力学特性和传热性能研究。

纳米流体力学的研究对于科学界和工程界都具有重要意义，它不仅可以帮助我们更好地理解纳米尺度下流体的行为，还可以指导纳米流体在能源、生物医学和材料等领域的应用。

本文将重点讨论纳米流体力学特性与传热性能的研究进展，包括纳米流体的力学特性、纳米流体的传热性能以及影响纳米流体力学特性与传热性能的因素等内容。

纳米流体的力学特性纳米尺度下，流体的力学特性与宏观尺度下有很大的不同。

由于纳米颗粒之间相互作用力的存在，纳米流体的黏度比宏观流体大很多。

此外，纳米流体的流变性质也受到纳米颗粒之间相互作用的影响。

纳米流体的流体行为可以通过测量其黏度、流变曲线以及流体的稳定性等参数来刻画。

近年来，研究人员提出了一系列理论模型来描述纳米流体的力学特性，包括纳米流体的黏度模型、流体行为模型以及流动模型等。

纳米流体的黏度模型纳米流体的黏度模型是研究纳米流体力学特性的关键。

纳米颗粒的存在对流体的黏度有着显著的影响。

一般来说，当纳米颗粒的浓度增加时，纳米流体的黏度也会增加。

此外，纳米颗粒的形状和大小对纳米流体的黏度也有很大的影响。

根据实验数据，研究人员提出了不同的黏度模型来描述纳米流体的黏度与纳米颗粒浓度、形状以及大小之间的关系。

目前，最常用的黏度模型包括爱因斯坦模型、准晶体模型以及胶体动力学模型等。

纳米流体的流体行为模型纳米流体的流体行为模型描述了纳米流体在外力作用下的变形行为。

由于纳米颗粒之间的相互作用力，纳米流体的流变特性与宏观流体有很大的不同。

根据纳米流体的流体行为，可以将纳米流体分为纳米固体流体和纳米液体流体。

纳米固体流体在外力作用下具有固体的特性，而纳米液体流体在外力作用下则表现出液体的特性。

研究人员通过实验和数值模拟等方法，对纳米流体的流体行为进行了深入研究，并提出了一系列流体行为模型，例如线性粘弹性模型、非线性粘弹性模型以及塑性流体模型等。

影响纳米流体导热系数实验测试的因素
李兴;陈颖;莫松平;刘琢玮
【期刊名称】《材料科学与工程学报》
【年(卷),期】2013(031)004
【摘要】导热系数是衡量纳米流体强化换热的最重要的参数,但在不同学者的研究中,对于同一种纳米流体所测得的导热系数却有很大差别.本文针对影响纳米流体导热系数实验测量的因素进行研究,在相同的实验条件下,分别运用Hotdisk导热仪和闪光法导热仪对水基二氧化钛纳米流体的导热系数进行了测量.实验结果表明,用Hotdisk法的测量结果比用闪光法测得的高21％～34％.通过计算分析发现:自然对流是引起纳米流体导热系数测量结果多变的重要原因之一.
【总页数】6页(P592-597)
【作者】李兴;陈颖;莫松平;刘琢玮
【作者单位】广东工业大学材料与能源学院,广东广州510006;广东工业大学材料与能源学院,广东广州510006;广东工业大学材料与能源学院,广东广州510006;广东工业大学材料与能源学院,广东广州510006
【正文语种】中文
【中图分类】TK124
【相关文献】
1.纳米流体导热系数的影响因素分析 [J], 钟桂健;李龙;翟玉玲;包桂蓉
2.纳米流体导热系数影响因素分析 [J], 夏国栋;刘冉;杜墨
3.CuO-ZnO混合纳米流体导热系数影响分析 [J], 李龙;王江;翟玉玲;王华
4.纳米颗粒聚集形态对纳米流体导热系数的影响 [J], 张智奇; 钱胜; 王瑞金; 朱泽飞
5.铂锡合金纳米流体导热系数与稳定性影响因素分析 [J], 夏国栋;李奥;马丹丹因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

1.4.2误差分析试验中任何测量量都不可能绝对准确，误差必然是存在的。

根据文献[6]，对于间接测量量R ，12(,,...,)n R f x x x = (0.1)其中12,,...,n x x x 为直接测量变量，则由其引起R 的测量误差可用如下关系式表示：1221n i i i R R x x δδ=⎡⎤⎛⎫∂⎢⎥= ⎪∂⎢⎥⎝⎭⎣⎦∑ (0.2)则R 的相对不确定度为：12211n i i i R R x R R x δδ=⎡⎤⎛⎫∂⎢⎥= ⎪∂⎢⎥⎝⎭⎣⎦∑ (0.3)应用上述理论对本文实验中间接测量量进行误差计算。

本文实验数据的不确定度分析如下。

试验中采用Pt-100进行温度测量，其测量误差为0.5℃。

本文试验中最小测量温度为19.5℃，则温度测量的最大相对不确定度为：0.5=2.6%19.5tt δ= (0.4)试验中采用DMF-1-2型科氏质量流量计测量冷却水流量，流量范围为0-50kg/h ，测量精度为满量程的0.5%，试验中最小测量值为45.1 kg/h ，则流量的最大相对不确定度为：500.5%45.1HH δ⨯==0.55% (0.5)实验采用DH1716A-13型直流稳压稳流电源提供加热功率 ，其电流和电压测量精度均为±0.1%读数＋２字符。

试验中测量最小电压和电流分别为40V ，0.61A ，则各自对应的最大相对不确定度分别为：2400.1% 5.1%40UU δ+⨯== (0.6) 0.020.610.1% 3.4%0.61IIδ+⨯== (0.7) 根据式(0.3)计算加热功率最大相对不确定度为：APPAPP Q Q δ= (0.8)热导最大相对不确定度为：G G δ= (0.9) 带入最小加热功率时23.5e T =℃、in =21.5T ℃、out =22.2T ℃的值，计算得热导最大相对不确定度为22.4%。