【摘 要】
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纳米流体因其优异的传热性能被广泛应用于能源、化工、机械等领域。近年来,研究人员尝试在一种基液中添加不同纳米颗粒,形成的混合纳米流体可具有不同纳米颗粒的特性。本文以制备的载银二氧化钛(Ti O2-Ag)混合纳米流体作为研究对象,探究了稳定性、导热系数和粘度的影响因素,搭建实验系统并研究了Ti O2-Ag混合纳米流体的全热回收和空气净化特性。本文工作主要分为以下几个部分:(1)载银二氧化钛纳米流体制备
【基金项目】
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国家自然科学基金(51876040); 深圳市科学技术创新委员会(STIC)自由探索项目(JCYJ20180306174450120)
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纳米流体因其优异的传热性能被广泛应用于能源、化工、机械等领域。近年来,研究人员尝试在一种基液中添加不同纳米颗粒,形成的混合纳米流体可具有不同纳米颗粒的特性。本文以制备的载银二氧化钛(Ti O2-Ag)混合纳米流体作为研究对象,探究了稳定性、导热系数和粘度的影响因素,搭建实验系统并研究了Ti O2-Ag混合纳米流体的全热回收和空气净化特性。本文工作主要分为以下几个部分:(1)载银二氧化钛纳米流体制备及分散稳定性研究。探究了制备方法,表面活性剂,超声振荡,储存时间对Ti O2-Ag混合纳米流体稳定性的影响。随着储存时间的延长,Ti O2-Ag混合纳米流体会产生沉降现象,沉降在低体积分数的纳米流体中更为显著,超声振荡有利于缓解这种现象。(2)载银二氧化钛纳米流体的热物性研究。探究了不同体积分数,温度,振荡时间和储存时间对Ti O2-Ag混合纳米流体导热系数和动力粘度的影响,建立了人工神经网络(ANN)模型用于预测实验范围内Ti O2-Ag混合纳米流体的导热系数和动力粘度。导热系数提升率和相对粘度最大值分别为9.98%和2.78,神经网络系统预测导热系数和动力粘度的最大相对误差是1.44%和3.54%,展现了较好的适应性。(3)纳米流体全热回收与空气净化实验系统的搭建。设计并搭建了一个具备载银二氧化钛纳米流体全热回收和光催化净化空气功能的实验平台,对实验装置、全热回收和空气净化的实验方法及步骤进行了设计和完善。(4)载银二氧化钛纳米流体全热回收和空气净化特性研究。初步探究了纳米流体体积分数,纳米流体种类,气体流量,有无表面活性剂,喷雾开关,紫外灯开关,初始污染物浓度等对全热回收和空气净化效果的影响。结果表明,体积分数为0.001%的Ti O2-Ag纳米流体净化空气中有机污染物的性能最优,净化后辅助箱体内的总挥发性有机物(TVOC)和甲醛的浓度降低至59.1μg/m~3和25.3μg/m~3。相对于去离子水,体积分数为0.010%载银二氧化钛纳米流体的全热回收换热完成度提高了1.033%。
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