[发明专利]一种用于热管传热的混合纳米流体工质的制备方法

说明书

本发明提供一种用于热管传热的混合纳米流体工质的制备方法，属于热交换技术领域。该方法选取体积配比为75％Al₂O₃+25％TiO₂、50％Al₂O₃+50％TiO₂、25％Al₂O₃+75％TiO₂，粒径20nm的颗粒为添加物，以去离子水为基液，加入表面活性剂，通过磁力搅拌、超声振动，配制成混合纳米流体，作为热管的传热工质；其中，75％Al₂O₃+25％TiO₂、50％Al₂O₃+50％TiO₂、25％Al₂O₃+75％TiO₂纳米颗粒混合物添加量的体积百分含量为2％。该纳米流体热管用于余热回收系统的实验结果表明，其可以减小热管蒸发段和冷凝段的温差，从而降低热管的热阻，使热管的传热效率得到显著的提高，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及热交换技术领域，特别是指一种用于热管传热的混合纳米流体工质的制备方法。

背景技术

热管作为一种高效传热元件，具有质量轻巧，结构紧凑，布置灵活，高传热能力以及高等温性等特点，传统强化热管传热的方法主要有加工粗糙表面，增加肋片或者采用外力的形式。但都缺乏对传热工质自身换热能力的关注，因此有学者提出将纳米流体应用于热管代替传统工质来改善其换热能力。

纳米流体代替传统换热工质主要存在纳米颗粒分散不稳定、易团聚和沉淀等问题，因此需要通过合适的手段，解决上述普遍存在的现象，从而保证纳米颗粒能够稳定悬浮在基液中。常用的纳米流体制备方法有“一步法”和“两步法”，一步法是指纳米颗粒与纳米流体制备同时进行，即纳米颗粒生成的同时将其分散到基液中；两步法是将制备好的纳米颗粒通过磁力搅拌、添加分散剂、超声振动等手段分散到基液中，制备和分散过程分两步进行。由于一步法制备工艺复杂，所需设备昂贵，不具备大批量生产等能力，所以现阶段主要采用两步法制备纳米流体，并且也取得了一定的成果。

申请号CN201010101301.5的专利中，选取粒径在5～100nm，体积含量为0.1％～0.3％的Al₂O₃，TiO₂，ZnO，Ni，Cu中之一作为纳米颗粒添加物，以水或水/乙二醇或水/丙二醇混合物为基液，加入表面活性剂，通过磁力搅拌、超声振荡配制成纳米流体，并将其应用于太阳能热交换系统，发现可以显著提高集热效率。

申请号00112344.0的专利中，提出将体积比为1～10％的金属或金属氧化物纳米颗粒，89.5～98.8％的液体工质直接共混，然后添加0.2～0.5％的分散剂或表面活性剂，进行超声振动，制得稳定悬浮的纳米流体，与现有技术相比，液体导热系数显著增加。

以上的专利中对纳米流体制备工艺的研究主要集中在单一纳米流体方面，并未对混合纳米流体悬浮的稳定性、均质性以及传热性能进行研究，因此选择适当类型的纳米颗粒和基液，通过一定的制备工艺，得到悬浮性能良好的混合纳米流体，并将其应用于余热回收领域就尤为重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于热管传热的混合纳米流体工质的制备方法，其目的在于解决热管换热系统中传统工质导致的换热能力差等缺陷。

该方法具体为：选取体积配比为75％Al₂O₃+25％TiO₂、50％Al₂O₃+50％TiO₂、25％Al₂O₃+75％TiO₂的纳米颗粒作为添加物，以水为基液，加入表面活性剂，通过磁力搅拌、超声振动配制成混合纳米流体，制得热管传热的混合纳米流体工质。