文档介绍：宜鱿并乎选展第“卷第期年月颗粒尺寸与表面吸附对低浓度非金属纳米颗粒悬浮液有效导热系数的影响‘周乐平王补宣“清华大学热能工程系工程热物理研究所北京。。摘要运用纳米颗粒导热系数模型和颗粒吸附液体时厚度的公式同时考虑由颗粒运动引起的颗粒输运过程等因素分析了低浓度非金属纳米颗粒悬浮液导热系数增强的机理建立了有效导热系数模型分析结果表明尺寸效应和吸附作用是悬浮液导热系数增加的重要原因而颗粒输运过程对悬浮液导热系数增加的贡献则很小文中提出的有效导热系数模型尚未考虑颗粒团聚的因素关键词纳米颗粒悬浮液有效导热系数尺寸效应吸附固体颗粒与液体混合物的有效导热系数是体系的重要物性参数假设所形成的胶体为连续介质时可以得到固液双相两组分体系有效导热系数与各组分体积百分比和不连续相形状的关系式为川笋〔一笋」其中为连续相液体导热系数为不连续相颗粒导热系数势为不连续相体积百分比为不连续相形状因子与不连续相颗粒的球形度沪及有关通常定义形状因子二沪球形度沪等于同体积下颗粒表面积与球形颗粒表面积之比当时形状因子的影响可以忽略而当时可以认为》对应的有效导热系数关系式为的可能机制认为颗粒在基液中的运动颗粒表面吸附的薄液层颗粒内部热载子弹性散射及颗粒团聚等因素都是导热系数强化的原因可以将悬浮液的导热分为静态和动态两种机制静态机制包括宏观导热和颗粒尺寸效应等而动态机制则包括颗粒表面对基液的吸附颗粒的运动和颗粒的团聚等运动原则上将在一定程度上强化悬浮液导热但由于纳米颗粒运动速度太小对导热强化的直接贡献不大圈运动等因素引起的颗粒团聚现象能产生大体积的颗粒团并包围基液分子使颗粒的有效体积百分比增大只是由于还未找到合适的模型定量描述颗粒团聚过程因此本文将主要从体系的挣态机制和颗粒对基液的吸附出发定量研究低浓度纳米颗粒悬浮液导热系数的强化机理并确立相关的有效导热系数模型走必势此即体系相对连续相导热系数的强化上限非金属纳米颗粒和基液组成的悬浮液由于存在颗粒的尺寸效应颗粒与颗粒间以及颗粒与液体间也存在相互作用因此需要对式做出修正等定性分析了纳米颗粒悬浮液中导热强化尺寸效应当颗粒的尺寸达到纳米堂级时不能忽略尺寸效应对悬浮液导热系数的影响对于非金属纳米颗粒声子振动是颗粒内部导热的主要机制根据方程的弛豫时间近似建立单一纳米颗粒与周围介质间热载子仅为声子即不考虑声子与电子藕合作用时纳米颗粒有效导热系数的收稿收修改稿国家自然科学基金资助项目批准号联系人自义并乎选展第〕卷第期年月近似关系式笋己势丛卫丝卫旦其中叩为纳米颗粒有效导热系数为无量纲粒径为粒径为声子平均自由程根据建立的两相平均温度梯度比关系式假设等效颗粒中声子平均自由程变化不大导热系数比变化也不大则尺寸效应影响因子变为彗彗其中彗己由式有众一二卜粉卜‘· “,‘‘, 二二一此即考虑尺寸效应和颗粒表面吸附作用时非金属纳米颗粒悬浮液导热系数强化比的表达式以及等〕以体积百分比定义的有效导热系数一势二价二一笋协二若将式代入式联解可得颗粒输运过程颗粒在液体分子随机碰撞作用下所作的运动可以看作是颗粒在液体中的扩散行为设平均每次碰撞的时间间隔为颗粒受周围液体分子碰撞后的位移为常数则由运动的公式有一一一叨丛军旦川红—一, 一一, 一, 必八一一一其中, 如果》即》非金属纳米颗粒悬浮液常须满足这个要求并且价《低浓度悬浮液可得众一二卜昭‘, 其中为扩散系数由于粒径较小低浓度悬浮液中颗粒