氧化石墨烯/水脉动热管的启动及传热特性

• 作者: 张苗 杨洪海 尹勇 徐悦 沈俊杰 卢心诚 施伟刚 王军
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 脉动热管 氧化石墨烯 纳米粒子 两相流 传热 实验关联式
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 1136-1146
• 页数: 10页
• 分类号: TK79
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20211327

摘要

氧化石墨烯(graphene oxide，GO)是一种新型二维平面结构碳纳米材料，具有高导热性和强亲水性。通过实验研究GO纳米流体对脉动热管(PHP)启动及传热的影响。PHP是由3个弯头构成的闭式回路，采用垂直底部加热，功率范围10~105 W；冷凝段强制风冷。去离子水为基液，GO浓度范围0.02%~0.11%(质量分数)；固定充液率约50%。结果表明：适当添加GO纳米颗粒可有效改善启动性能。当浓度为0.05%、0.08%时，启动温度可分别降低28.6℃(33.9%)、26.2℃(31.1%)，启动时间分别缩短320 s(19.5%)、304 s(18.5%)，启动过程更加平稳。GO纳米流体对PHP的传热强化作用与浓度及功率有关。当浓度在0.02%~0.08%范围、加热功率在20~105 W范围时，传热强化率在18.6%~57.1%之间，强化作用明显。在上述浓度范围(0.02%~0.08%)内，随着加热功率增加，热性能改善程度先增加，而后逐渐减少；加热功率为30 W时，热性能改善程度可达到46.1%~57.1%。最后，在实验基础上，综合应用Ku、Bo、Mo、Pr、Ja* 等无量纲数组合，拟合得到实验关联式预测GO/水PHP传热性能。