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低浓度Al_2O_3-水纳米流体制备及导热性能测试

李金凯 , 赵蔚琳 , 刘宗明 , 韩亚东

硅酸盐通报

采用两步法制备低浓度Al_2O_3(40 nm)-水纳米流体,其体积分数为0.1%～0.5%.制备过程中不加分散剂,采用超声振动,并对其进行Zeta电位、粒度和吸光度测试表征其悬浮稳定性,结果表明当超声时间为3 h时,Al_2O_3-水纳米流体悬浮稳定性最好.进一步测试其导热系数,结果表明Al_2O_3-水纳米流体的导热系数均高于水的导热系数;室温下(17 ℃)当体积分数从0.1%增加到0.5%时,其导热系数从5.40%增加到17.9%.对于体积分数为0.2%的Al_2O_3-水纳米流体,当温度从17 ℃增加到57 ℃时,相应的导热系数从7.23%增加到23%;实验还发现纳米流体导热系数与纳米粒子的体积分数和温度均呈非线性关系.

关键词: 纳米流体 , 制备 , 超声振动 , 导热系数

DD分解炉内湍流流场的数值分析

赵蔚琳 , 侯立红

硅酸盐通报 doi:10.3969/j.issn.1001-1625.2002.02.007

以气体湍流流动微分方程组及k-ε双方程模型为基础,采用Simple算法对DD分解炉内的湍流流场数值模拟,分析了炉内气体运动及湍流脉动规律和特点,并与冷模实验结果进行比较,验证数学模型的可行性,揭示了DD分解炉内部湍流流场的湍流特征.

关键词: DD分解炉 , 湍流流场 , 数据模拟

正交试验设计制备Al2O3/乙二醇纳米流体

宫玉英 , 刘宗明 , 吴波 , 赵蔚琳

硅酸盐通报

本文采用正交试验设计方法研究了pH值、超声振动时间、分散剂用量和磁力搅拌时间四个影响因素对Al2O3/乙二醇纳米流体悬浮稳定性的影响.取实验制备的Al2O3/乙二醇纳米流体的平均粒径和吸光度作为试验考查指标,得出最佳制备条件为:pH值为5、不添加分散剂、磁力搅拌时间为15 min、超声振动时间为5h.

关键词: 正交试验 , Al2O3/乙二醇 , 纳米流体

低浓度Al2O3-水纳米悬浮液粘度的研究

管延祥 , 赵蔚琳 , 王建荣 , 李金凯

材料导报

分别对粒径为40nm和65nm的Al2O3-水纳米悬浮液的粘度在不同浓度、温度下进行了实验研究.结果表明,Al2O3-水纳米悬浮液的粘度随浓度的增加而增加,随温度的升高而降低;在相同体积分数下,随颗粒尺寸的减小而增加.当Al2O3纳米颗粒体积分数为0.1%时,粒径为40nm和65nm的Al2O3-水纳米悬浮液的粘度比水分别提高了11.03%和0.83%;当Al2O3纳米颗粒体积分数为0.5%时,粘度比水分别提高了28.28%和17.50%.与粘度理论值比较发现,测量值远大于理论值,且测量值与体积分数呈非线性关系,而理论值与体积分数呈线性关系.

关键词: 低浓度 , 纳米悬浮液 , 粘度

单元玻璃窑炉富氧燃烧空间的数值模拟研究

韩韬 , 刘宗明 , 李贤松 , 赵蔚琳 , 张铁柱

硅酸盐通报

本文建立了单元玻璃窑炉富氧燃烧空间三维数学模型,其中气相流动模型由质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律和标准k-ε湍流模型组成,化学反应模型使用有限速率/涡耗散模型,辐射传热模型使用离散坐标模型.以年产2万吨玻璃纤维的熔窑为对象,利用Fluent软件对富氧燃烧空间内气体的流动状况和温度分布进行数值模拟.通过模拟结果与现场实测数据进行比较可以看出,该数学模型能够比较客观地反映单元玻璃窑炉富氧燃烧空间的温度场和速度场的分布规律.在此基础上,对喷枪的布置加以调整和改进后得到了更佳的模拟效果,还说明该数学模型对窑炉富氧燃烧在生产过程的研究和应用也有一定的指导作用.

关键词: 数学模型 , 数值模拟 , 玻璃窑炉 , 温度场 , 速度场

导热油基TiO2纳米流体热物性研究

史继媛 , 刘宗明 , 李金凯 , 李莉 , 赵蔚琳

硅酸盐通报

采用“两步法”将粒径为15 nm、30 nm和60 nm的TiO2纳米粉添加到导热油中,制备出体积分数为0.1％ ～0.5％的导热油基TiO2纳米流体.实验研究了其在20～60℃的导热性能、粘性和润湿性能,结果表明,该导热油基TiO2纳米流体的导热性能随着温度的升高增加率为20％ ～ 38％,随着体积分数的增大提高了7％ ～ 49％,随着TiO2纳米粉粒径的增加降低了9％ ～25％.与基液相比,该导热油基TiO2纳米流体的粘性随着温度和体积分数的增加也增大了3％～37％,但随着温度的升高纳米流体的粘性却呈线性降低趋势,随着TiO2纳米粉粒径的增加降低了7％ ～22％.室温下,导热油基TiO2纳米流体的接触角比基液减小了28％～50％,表面张力却增加了0.3％～0.5％.

关键词: 导热油 , TiO2纳米流体 , 导热性能 , 粘性 , 润湿性

5000 t/d水泥熟料生产线C1～C5旋风筒气相数值模拟

董立龙 , 耿宗俊 , 赵蔚琳

硅酸盐通报

采用Fluent软件模拟某5000 t/d水泥熟料生产线C1～C5级旋风筒气相冷流场的速度和压力.模拟过程中气相冷流场采用RNG k-ε湍流模型.结果表明,该生产线的旋风筒结构合理,旋风筒内气体流动符合流体运动规律;旋风筒内气体速度从上往下逐渐减小;旋风筒内静压值沿径向由外向内逐渐降低;内筒的中心轴线附近静压最低,出现负值.

关键词: 旋风筒 , 气相 , 数值模拟 , k-ε湍流模型

三喷腾DD分解炉内煤粉燃烧的数值模拟

耿宗俊 , 邢宁宁 , 赵蔚琳

硅酸盐通报

本文采用Ansys软件平台中的非预混燃烧模型,对于日产5000 t熟料的水泥生产线上三喷腾型DD分解炉内煤粉燃烧过程进行了数值模拟计算,从而得到了煤粉燃烧后所形成的炉内温度场和组分浓度场.模拟计算的结果表明,该类型分解炉内的高温区位于炉体下部,最高温度约为1800 K;随着炉膛高度增加,炉内温度场呈均匀降低趋势；煤粉入口处挥发份和CO的浓度较高,CO2的浓度较低,并且随着反应的继续进行,CO和O2浓度将逐渐降至0.

关键词: 三喷腾型DD分解炉 , 煤粉燃烧 , 数值模拟 , 组分浓度场

四苯基卟琳铟纳米材料的制备及其光学传感性能研究

侯长军 , 刘琛 , 霍丹群 , 法焕宝 , 杨眉 , 向芸颉 , 宋坤 , 陈泳池 , 卢中明

功能材料

在水／二甲基亚砜(DMSO)的混合溶液体系中,利用自组装方法,使5,10,15,20-四苯基卟琳铟(InTPP)分子聚集成纳米材料,并研究了其最优制备温度为50℃.通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对铟卟啉纳米材料的表面形貌进行了研究,可获得粒径为100～200nm的棒状铟卟啉纳米材料.利用紫外-可见光谱分析了铟卟啉单体与纳米材料光学性质的差别:在紫外-可见光谱中,铟卟啉纳米分散体系的Soret带吸收峰从原来的423nm分别红移到433和453nm,吸光值明显减小,峰形呈劈裂状且明显变宽.利用紫外-可见光谱对铟卟啉的光学检测性能进行了研究,将铟卟啉单体和纳米溶液体系对低浓度甲基膦酸二甲酯(DMMP)的检测效果进行了对比,结果显示铟卟啉纳米溶液体系的检测效果明显优于单体.

关键词: 铟卟啉 , 纳米材料 , 检测 , 甲基膦酸二甲酯 , 光学性能

赵连城院士简介

功能材料

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