[發(fā)明專利]一種多因素寬參數(shù)納米流體換熱特性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810487682.1
• 申請(qǐng)日: 2018-05-21
• 公開（公告）號(hào): CN108896604A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武俊梅;王云;鄧匡漢;蘇光輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N25/20
• 分類號(hào): G01N25/20
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會(huì)俠

一種多因素寬參數(shù)納米流體換熱特性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)方法，該系統(tǒng)包括實(shí)驗(yàn)回路、壓力控制回路以及冷卻回路三部分；實(shí)驗(yàn)回路由超聲振蕩儀、循環(huán)主泵、回?zé)崞鳌①|(zhì)量流量計(jì)、預(yù)熱段、實(shí)驗(yàn)段、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及電加熱系統(tǒng)組成；壓力控制回路由高壓氮?dú)庖约皻庖郝?lián)箱和安全閥組成；冷卻回路由冷卻塔、循環(huán)泵、冷卻套管組成；該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能針對(duì)不同組分的納米流體，在保持納米流體穩(wěn)定性的情況下，進(jìn)行多因素和寬參數(shù)下的單相對(duì)流換熱以及流動(dòng)沸騰換熱和臨界熱流密度實(shí)驗(yàn)研究；本發(fā)明還提供了實(shí)驗(yàn)方法；確保了納米流體穩(wěn)定性、避開分散劑或其他添加劑的影響，便于研究納米流體單相對(duì)流換熱、流動(dòng)沸騰換熱以及臨界熱流密度的影響因素和機(jī)理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新型的換熱工質(zhì)納米流體的單相對(duì)流換熱、流動(dòng)沸騰換熱以及臨界熱流密度相關(guān)研究領(lǐng)域，具體涉及一種多因素寬參數(shù)納米流體換熱特性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

納米流體被學(xué)者們寄以厚望能在大功率密度的換熱系統(tǒng)作為冷卻劑迅速帶走系統(tǒng)中的熱量，降低各部件溫度，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和安全性。自其提出以來，納米流體換熱特性的研究中關(guān)于納米流體流動(dòng)沸騰換熱是否強(qiáng)化出現(xiàn)了較為明顯的分歧，對(duì)于影響納米流體換熱特性的因素的分析還不夠深入，同時(shí)納米流體的換熱機(jī)理尤其是臨界熱流密度增強(qiáng)的機(jī)理存在巨大空白，并且現(xiàn)有的研究很難規(guī)避分散劑以及pH值調(diào)節(jié)劑對(duì)納米流體換熱特性的影響。為此，避開分散劑或調(diào)節(jié)劑的作用，才能真正研究納米顆粒以及基液對(duì)納米流體特性的影響，探索納米流體沸騰換熱以及臨界熱流密度特性以及機(jī)理有重要意義。

文章(Wu J M,Zhao J.A review of nanofluid heat transfer and criticalheat flux enhancement—Research gap to engineering application[J].Progress inNuclear Energy,2013,66:13-24.)指出，在現(xiàn)有的換熱系統(tǒng)中，流動(dòng)沸騰是更為常見的換熱現(xiàn)象，而沸騰臨界則是換熱系統(tǒng)中重要的熱工參數(shù)，是研究換熱系統(tǒng)不可回避的重要研究內(nèi)容；然而，目前關(guān)于納米流體流動(dòng)沸騰換熱及其臨界熱流密度研究還十分匱乏，并且其換熱特性和機(jī)理尚不明確，甚至納米流體的流動(dòng)沸騰換熱能力是否增強(qiáng)還存在很大的爭議，十分值得進(jìn)一步深入的研究。

文章(Bahiraei M,Hangi M.Flow and heat transfer characteristics ofmagnetic nanofluids:A review[J].Journal of Magnetism and Magnetic Materials,2015,374:125-138.)指出，目前納米流體的研究過程中，分散劑或其他添加劑帶來重要的影響，甚至掩蓋了納米流體自身的換熱特性，及時(shí)規(guī)避分散劑或其他添加劑的影響，真正研究納米顆粒以及基液的特性對(duì)納米流體換熱的影響是必要并且迫切的。

文章(Fang X,Chen Y,Zhang H,et al.Heat transfer and critical heat fluxof nanofluid boiling:A comprehensive review[J].Renewable and SustainableEnergy Reviews,2016,62:924-940.)指出，目前納米流體沸騰換熱及臨界熱流密度的研究都沒有考慮到壓力的影響，這很大程度上制約了納米流體相關(guān)機(jī)理研究的進(jìn)展，研究壓力對(duì)納米流體沸騰換熱以及臨界熱流密度的影響，豐富納米流體換熱影響因素的研究，從機(jī)理上認(rèn)識(shí)納米流體換熱特性是十分必要且意義重大的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種多因素寬參數(shù)納米流體換熱特性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)方法，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，確保了納米流體穩(wěn)定性、避開分散劑或其他添加劑的影響，便于研究納米流體單相對(duì)流換熱、流動(dòng)沸騰換熱以及臨界熱流密度的影響因素和機(jī)理。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種多因素寬參數(shù)納米流體換熱特性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括實(shí)驗(yàn)回路、冷卻回路以及壓力控制回路；