太阳能集热用导热油纳米流体的稳定性及中温集热特性.pdf

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1、2015年第43卷第4期流体机械57文章编号：1005—0329(2015)04—0057—04太阳能集热用导热油纳米流体的稳定性及中温集热特性徐国英，李凌志，张小松，孙岳明(东南大学，江苏南京210096)摘要：提出将纳米颗粒分散于导热油基液形成一种具有强的光吸收性能的纳米流体，能够直接在无吸收涂层的透明真空管内吸收太阳能进行光热转换，用于太阳能中温集热。首先探讨了导热油一CuO纳米流体稳定性的影响因素，获得了制备过程中最佳的改性油酸量为2．3mL／1gCuO。在室外聚光工况下，实验测试了导热油一CuO纳米流体在无涂层的透明真空

2、管内直接吸收式中温集热特性，并与镀膜真空管集热性能进行了试验对比。结果显示，在150~C以下集热工况，纳米流体在该透明集热管的集热效率要高于传统吸收镀膜集热管，验证了该新型中温集热方法的可行性。关键词：纳米流体；太阳能集热；直接吸收式集热；稳定性；集热效率中图分类号：TH12文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2015．04．012ExperimentalStudyontheDispersionStabilityandSolarHeatCollectionPerformanceOfoii．bas

3、edNanofluidsXUGuo—ying，LILing—zhi，ZHANGXiao-song，SUNYue—ming(SoutheastUniversity，Nanjing210096，China)Abstract：Anovelsolarmedium—temperatureheatcollectionmethodwasproposed，usingnanofluidwithstrongsolarlightab—sorptionpropertiesasworkingfluid．Nanofluidsfilledintranspare

4、ntvacuumabsorbingtubeswithoutcoatingforabsorbingsolarra-diation．Thedispersionstabilitiesoftheoil-basedCuOnanofluidswereexperimentallyanalyzed，andtheoptimumaddedvolumeofsurfaetantwasobtained．Furthermore，performancesofsolarconcentratingcollectionusingoil—basedCuOnanoflu

5、idwasexpefimen—tallyinvestigated，comparedwithacommonlyusedvacuumtubewithsolarselectivecoatings．Resultsshowusingnanofluidintransparenttubesachievesahighereficiencythanthatofvacuumtubewithfilmcoatingwithin150~Cconditions．Keywords：nanofluids；solarcollector；stability；coll

6、ectioneficiency1前言兼具载热或储热功能，避免了集热管表面使用吸收性涂层，具有成本低、长期运行可靠性高等优太阳能中温区热利用在工业加热、制冷空调势。等领域应用潜力巨大。常规中温集热装置在吸收纳米流体自提出以来，已有众多学者研究了器选择性涂层的高温耐久性、以及外玻璃管与内将纳米粉体分散到水、油等基液中实现流体的传金属管间的封接等工艺上存在技术瓶颈，导致其热、传质的强化等j，而对于纳米流体用于太阳应用稳定性和可靠性差。直接吸收式太阳能集热能集热的研究相对较少。Tyagi等对采用纳米Al(DAC)技术是利用自身具有强吸收性

7、的固体或颗粒和水}昆合为集热介质的太阳能DAC进行了液体介质直接在透明容器内吸收太阳辐射，同时数学建模与分析计算L6；毛凌波等制备了碳包铜收稿日期：2014—11一O3修稿日期：2015-03一o6基金项目：国家自然科学基金青年科学基金项目(51206027)；江苏省自然科学基金青年科学基金项目(BK2012339)58FLUIDMACHINERYVo1．43，No．4，2015纳米颗粒，乙二醇水溶液为基液的纳米集热流体的0．5Wt-％纳米CuO导热油流体，11cI=下测得进行闷晒实验，用于加热低温区热水。导热系数为0．13W／(

8、m·K)比纯导热油提升了作者提出将纳米颗粒分散于导热油基液形成约8．3％。一种具有强的光吸收性能的纳米流体，能够直接2．2稳定性试验与分析在无吸收涂层的透明真空管内吸收太阳能进行光试验采用的UV1100型紫外可见分光光度计热转换，用于太阳能中温集热