[实用新型]熔盐基纳米流体制备系统

说明书

本实用新型提供的一种熔盐基纳米流体制备系统，包括相互连通的高温池和低温池，流体在高温池和低温池之间通过第一通路进行单向流动。在高温池内，通过分别从熔盐入口和纳米颗粒入口加入熔盐基溶液和纳米颗粒，从而使制得纳米流体中的纳米颗粒可以保持在适当的密度，从而使纳米流体达到预期的热力学性能。在低温池内，所述低温池内的温度高于所述纳米流体的熔点，且低于所述高温池内的温度，用于储存纳米流体并使其在处于一个能使其中的纳米颗粒均匀分布的温度。低温池和应用终端通过所述第二通路连接，纳米流体通过所述第二通路供给至应用终端。

技术领域

本实用新型涉及纳米流体制备领域，具体涉及一种熔盐基纳米流体制备系统。

背景技术

集中太阳能发电厂和高温储热系统是公知的能源技术，它们主要是以合成油作为主要的传热流体。因为导热油具有在较高的温度下(≥400℃)的不稳定性和毒性、蒸汽压高、成本高等缺陷，其正在被更安全，更便宜，更容易处理的熔盐材料而取代。然而，这些材料的热物理特性往往很差，为了解决这个问题，可以将一定量具有特定热力性能的纳米颗粒均匀分散到盐体中，从而获得纳米分散系，称为纳米流体。

纳米流体与不含纳米颗粒的基底流体相比具有更高的热性能。众所周知，少量均匀分散的纳米颗粒(如二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝等)可使熔盐的比热容提高到25％。然而，正如最近的科学研究所指出的，纳米流体受到老化过程的影响，从而降低了它的热性能。这种老化过程主要是由于分散的颗粒的凝聚现象，可以从初始平均少于纳米直径(≈20nm)增长至几微米，从而导致在纳米分散分布的变化并因此减少传热流体的热性能，这一缺点在流体的固液相转变中更为突出。

虽然纳米流体有可能提高传热流体和热能储存介质的热性能，但大规模可靠的制造和/或再生纳米流体的方法仍未被公开。大多数熔融盐基纳米流体只能以最小的量(克)制造，一般限于实验室规模。然而，在制备的最后阶段中，水基溶液被干燥，纳米颗粒的体积浓度的增加可能导致进一步的凝聚，因此纳米颗粒的存在降低了热性能。在应用于大规模能量系统的时候，纳米颗粒会产生同样的负面现象。生产过程中，老化和周期相位变化是造成纳米流体性能退化的最具影响力的因素。且现有纳米流体的制备与应用分开进行，需将纳米流体制备后投入应用，纳米流体性能退化后则需要另外更换制备好的纳米流体，而不能使纳米流体实时进行再生。

实用新型内容

因此，为了克服现有技术中，现有熔盐基纳米流体制备系统的在大规模生产运行时下纳米颗粒凝聚使纳米流体老化，且纳米流体的再生需要单独进行的问题，从而提供一种可以大规模投入生产运行且可以在生产线实时再生纳米流体的熔盐基纳米流体制备系统。

本实用新型的设计方案如下：

一种熔盐基纳米流体制备系统，包括：高温池，设有熔盐入口和纳米颗粒入口，用于使所述纳米颗粒均匀分布在所述熔盐内形成纳米流体；低温池，所述低温池内的温度高于所述纳米流体的熔点，且低于所述高温池内的温度；第一通路，连接于所述高温池和所述低温池之间，可使所述纳米流体自所述高温池流至所述低温池；第二通路，用于将所述低温池与所述应用终端连通，使所述纳米流体自所述低温池流至所述应用终端。

优选的，还包括回收通路，一端与所述应用终端相连，另一端与所述低温池连通，所述回收通路内所述纳米流体自所述应用终端流回至所述低温池。

优选的，所述高温池内设有搅拌装置，通过所述搅拌装置搅拌使纳米颗粒均匀分布在所述熔盐内形成纳米流体。

优选的，在所述第一通路上设有第一光学监测装置，用于监测流过的纳米流体的均匀分散以及老化的情况，并控制所述高温池操作加入所述熔盐基溶液或所述纳米颗粒，或调整搅拌速度。