《表4 流体工质纳米颗粒添加物》

《表4 流体工质纳米颗粒添加物》   提示:宽带有限、当前游客访问压缩模式
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《聚光太阳能集热场先进技术综述》


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在流体中添加纳米颗粒从而改善流体工质的传热特性成为当前的研究热点,其原理为:通过添加纳米颗粒可以增加导热流体的导热系数,降低边界层的厚度。如表4所示,纳米流中流体包括水、导热油和熔融盐,添加的纳米颗粒主要包括氧化铝、氧化铜纳米颗粒以及碳纳米管等。根据文献[71]中的研究,通过提高纳米流中颗粒物的浓度会使颗粒物与流体碰撞频率增大,提升其粘度,同时会降低其热容、提升其导热系数。随着颗粒物尺寸的增大,其布朗运动会减弱,从而引起纳米流导热系数的下降。纳米流的缺点在于稳定性较差,高浓度的纳米颗粒在流动中可能发生沉降或积累;同时随着浓度升高,纳米流的粘度上升导致管路压降上升,对输油泵的功率提出更高的要求。对于纳米流不稳定的特征,利用设置填充物产生漩涡的方法可以与纳米流相辅相成,不仅可以提升集热管的热效率,还可以使纳米颗粒在流体中的分布更加均匀。如文献[72]中将掺有银颗粒的纳米流与螺旋叶片填充方案相结合,使集热效率提高了5%;而文献[73]中将掺有碳纳米管的纳米流与螺旋叶片填充方案相结合,使集热效率提升了4.4%。此外在透明吸热管中添加混有纳米颗粒的高压气体作为流体工质成为另一种技术方案,与其他方法不同的是,该方案是通过辐照直接加热镀有吸收涂层的高浓度纳米颗粒,而不是传统的集热管先通过辐照加热集热管,再通过对流换热加热流体工质,该方法的传热途径更短,理论上可以获得更高的热效率,且气体和颗粒物作为工质,可以适应更高的温度需求,尤其是聚光比较高的场合,如碟式、塔式太阳能集热场中。文献[74]中将该方案应用于槽式集热场中,采用CuO纳米颗粒,出口温度可达180℃,平均热效率约为65%。