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利用3ω法同时测量纳米流体热导率和热扩散系数
  • ISSN号:0438-1157
  • 期刊名称:《化工学报》
  • 时间:0
  • 分类:TK124[动力工程及工程热物理—工程热物理;动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]中国科学院工程热物理研究所,北京100080, [2]华北电力大学热能工程系,北京102206
  • 相关基金:中国科学院“百人计划”项目;国家自然科学基金项目(50376066).
中文摘要:

提出了应用基于谐波探测技术的3ω法进行液体导热性能测量的方法。设计了3ω测试系统,测试了不同浓度和不同温度下纳米流体的热导率和热扩散系数,与文献中的测试结果进行了对比。实验中测试的热波信号较好地满足频域内的导热方程,说明采用交流电流加热可使流体的微对流作用得到有效减弱。采用基于多颗粒布朗运动的微对流(MSBW)模型预测了纳米流体的热导率。浓度比较低时TiO^2+蒸馏水、Al2O3+蒸馏水纳米颗粒流体的热导率随温度增加呈线性增大,并且与液体的Prandtl数有关,在测试温度为18~65℃范围内,水的热导率随温度升高以及纳米颗粒的布朗运动所引起周围基液的微对流作用是纳米流体强化传热的两个重要机理。

英文摘要:

A 3w method was developed for the simultaneous determination of thermal conductivity and thermal diffusivity of nanofluids. The principle was presented in the frequency domain. The 3ω system was established by using a Pt wire as the heater and sensor. The system was calibrated by using water with known properties. The thermal oscillation signals satisfied the heat conduction equations well in frequency domain. It showed that the micro-convection effect of the liquid could be reduced effectively by periodical heating. The multi-spherical Brownian motion (MSBW) model was used to predict the thermal conductivities of nanofluids. The thermal conductivity and thermal diffusivity of TiO2/water and Al2 O3/ water at different temperatures were proved to increase linearly with the temperature at a low volume fraction. The results showed that temperature dependence played an important role in the enhancement of thermal transport in nanofluids. At 18--65℃, the enhancement of heat transfer for nanofluids was mainly due to the thermal conductivity increment of water and the micro-convection effect.

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期刊信息
  • 《化工学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化工学会 化学工业出版社
  • 主编:李静海
  • 地址:北京市东城区青年湖南街13号
  • 邮编:100011
  • 邮箱:hgxb126@126.com
  • 电话:010-64519485
  • 国际标准刊号:ISSN:0438-1157
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1946/TQ
  • 邮发代号:2-370
  • 获奖情况:
  • 中国科协优秀期刊二等奖,化工部科技进步二等奖,北京全优期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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