本项目拟对石墨烯纳米流体的大容器沸腾传热特性及其临界热流密度的强化机理进行系统性地实验研究。以去离子水为基液,制备基于石墨烯纳米材料的低浓度悬浮液(体积分数小于0.1%)。采用表面化学修饰和添加表面活性剂的方法提高石墨烯纳米材料的分散性。对所制备的石墨烯纳米流体的稳定性进行定量观测,并测量其导热系数、粘度和表面张力等与沸腾传热行为有关的关键热物性。采用淬火法研究石墨烯纳米流体的大容器沸腾传热特性,通过求解瞬态导热反问题获得其沸腾曲线并确定临界热流密度。分析厘清石墨烯纳米材料的浓度、形态、尺寸和分散方法,纳米流体的过冷度以及石墨烯纳米材料在沸腾表面沉积所引起的表面微观结构和浸润特性(即接触角)的变化等复杂因素对石墨烯纳米流体大容器沸腾传热特性的耦合影响规律,并揭示其临界热流密度的强化机理。本项目的研究对进一步发掘石墨烯纳米材料和纳米流体在强化传热领域的应用潜力具有积极意义。
英文主题词boiling heat transfer;nanofluid;graphene;critical heat flux;surface wettability