多壁碳纳米管-水/乙二醇纳米流体在汽车散热器中的传热特性

编号：CPJS06185

篇名：多壁碳纳米管-水/乙二醇纳米流体在汽车散热器中的传热特性

作者：孙斌 董爽 杨迪 李洪伟

关键词： 纳米流体 汽车散热器 稳定性 传热特性

机构： 东北电力大学能源与动力工程学院 天津大学机械工程学院

摘要： 实验研究了多壁碳纳米管(MWCNT)-水/乙二醇纳米流体在汽车散热器中的传热特性。在80%/20%的水/乙二醇基液中制备了5种不同体积分数(0.05%,0.1%,0.15%,0.3%和0.5%)的MWCNT纳米流体,通过研究超声波振荡时间对纳米流体稳定性的影响得出,超声波的振荡时间为1h时,纳米流体的稳定性较为良好。将体积分数为0.15%的纳米流体分别添加十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)作为分散剂进行稳定性实验,分别采用目测法和透射比法来评价纳米流体的稳定性,选出分散效果较好的分散剂种类和添加量并评价了两种纳米流体的稳定性,结果表明:CTAC的添加量为质量分数0.05%、SDBS的添加量为0.1%时,纳米流体的分散效果较好,并且CTAC的分散效果优于SDBS。分别使用单因素实验设计和正交实验设计对不同浓度的纳米流体在不同流速、温度下的传热特性进行分析,纳米流体的体积流量为2~6L/min,入口温度为45~65℃。结果表明,与基液相比,纳米流体的传热速率有了明显的提高,在本实验的最佳工况下(体积分数0.5%,6L/min,65℃),传热速率可提升35.24%。使用熵值法计算出纳米流体的传热速率、压降和有效泵功的权重分别为0.626、0.035、0.340。基于多指标综合评价方法得出,与纳米流体的传热速率增加相比,纳米流体浓度对压降和有效泵功的不利影响可以忽略不计。