CN114605966A - 一种用于热管传热的纳米流体工质及其制备方法 - Google Patents

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汝金明
陈海家
胡旭鸣
黄俊隆
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Abstract

本发明涉及热交换技术领域，公开了一种用于热管传热的纳米流体工质及其制备方法，纳米流体工质由TiO2和水组成，其中TiO2的质量分数为0.1％‑0.5％，制备时，选取1‑5nm粒径大小的TiO2加入到水中，对混合液体进行超声震荡1‑3h，使TiO2充分分散在溶液中，超声波振动频率为40‑120kHz，本发明无需添加分散剂以及活性剂，高温加热下不会出现团聚现象，分散均匀，稳定性高，且换热效果好，增强热管均温性。

Description

一种用于热管传热的纳米流体工质及其制备方法
技术领域
本发明涉及热交换技术领域，具体涉及一种用于热管传热的纳米流体工质及其制备方法。
背景技术
随着科技的进步和发展，电子设备之间越来越紧凑，设备在高功率运行时会产生大量的热，热量如果不及时转移，则会造成设备运行效率低下更有甚者会出现高温损坏电子设备的可能。因此，提高电子设备的散热能力已经成为现阶段科技进步的关键因素。现有的散热方式主要有风冷、液冷、热管冷却等。其中热管冷却是利用热管内部工质的相变传热，通过工质的运输、回流，可以很快地把热量从蒸发段带至冷凝段，达到很高的传热速率。传统纯液体换热工质如水、油、醇等已经很难满足一些特殊条件下的传热与冷却要求。因此，研制导热系数高、传热性能好的高效新型换热工质是当前强化换热的重点。
纳米流体是以一定的方式和比例在液体中添加纳米级金属颗粒形成新的传热冷却工质。纳米流体中的纳米颗粒在流体内做无规则运动，增加了悬浮液纳米颗粒、流体以及流道管壁碰撞和相互作用，加强了流体湍流和介质内的能力转换。但是纳米流体存在纳米颗粒分散不均匀、易团聚和沉淀等问题，因此需要合适的方法解决上述问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了克服现有技术不足，现提出一种用于热管传热的纳米流体工质及其制备方法，其无需添加分散剂以及活性剂，高温加热下不会出现团聚现象，分散均匀，稳定性高，且换热效果好，增强热管均温性。
(二)技术方案
本发明通过如下技术方案实现：本发明提出了一种用于热管传热的纳米流体工质，所述纳米流体工质由TiO2和水组成，其中TiO2的质量分数为0.1％-0.5％。
一种用于热管传热的纳米流体工质的制备方法，包括如下步骤：1)选取1-5nm粒径大小的TiO2加入到水中，其中TiO2质量分数为0.1％-0.5％；2)对上述混合液体进行超声震荡1-3h，使TiO2充分分散在溶液中，超声波振动频率为40-120kHz。
(三)有益效果
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
本发明提到的一种用于热管传热的纳米流体工质及其制备方法，其相对于现有纳米流体工质来说，制备工艺更加的简单，无需添加分散剂以及活性剂，纳米颗粒分散均匀，无沉降，不会出现团聚现象，换热能力强，增强热管均温性，稳定性更高。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：取粒径为5nm的TiO2质量为0.1g,加入99.9g去离子水，超声震荡2h，超声波频率40kHz。准备若干根直径0.8cm，长23cm热管，注入纳米流体2.03-2.06g的TiO2纳米流体。测试功率60w，加热块温度≥65℃，测试时间1min。TiO2纳米流体为工质的热管蒸发段与冷凝段温差小于1℃所占比例是75％。以纯水为工质的热管，相同测试环境下，温差小于1℃占比60％。表明TiO2纳米流体为工质时，热管均温性更好，性能提高了25％。
实施例2：取粒径为5nm的TiO2质量为0.5g，加入99.5g去离子水，超声震荡2h，超声波频率120kHz。准备若干根直径0.8cm，长23cm热管，注入纳米流体2.03-2.06gTiO2纳米流体。测试功率60w，加热块温度≥65℃，测试时间1min。TiO2纳米流体为工质的热管蒸发段与冷凝段温差小于1℃所占比例是55％。以纯水为工质的热管，相同测试环境下，温差小于1℃占比60％。表明TiO2纳米流体质量分数含量过大时，热管均温性会下降。
实施例3：取粒径为1nm的TiO2质量为0.3g，加入99.7g去离子水，超声震荡2h，超声波频率40kHz。准备若干根直径0.8cm，长23cm热管，注入纳米流体2.03-2.06gTiO2纳米流体。测试功率60w，加热块温度≥65℃，测试时间1min。TiO2纳米流体为工质的热管蒸发段与冷凝段温差小于1℃所占比例是80％。以纯水为工质的热管，相同测试环境下，温差小于1℃占比60％。均温性性能提高了33.3％，表明TiO2纳米流体质量分数含量0.3％时，热管均温性进一步提高。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (2)

1.一种用于热管传热的纳米流体工质，其特征在于：所述纳米流体工质由TiO2和水组成，其中TiO2的质量分数为0.1％-0.5％。
2.一种如权利要求1所述的纳米流体工质的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)选取1-5nm粒径大小的TiO2加入到水中，其中TiO2质量分数为0.1％-0.5％；2)对上述混合液体进行超声震荡1-3h，使TiO2充分分散在溶液中，超声波振动频率为40-120kHz。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115449352A (zh) * 2022-09-20 2022-12-09 江阴市利伟轧辊印染机械有限公司 一种导热介质及一种热轧辊

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