Reviews on Transformer Oil-based Nanofluids

目前纳米改性变压器油由于其高散热性和独特的电气性能,正受到越来越广泛的关注。以近年来纳米改性变压器油的相关研究成果为基础,分析了纳米改性变压器油在导热、击穿、老化、抗水分影响以及改性油-纸相互作用等方面的特点,并介绍了目前常用的3种用于解释绝缘油介质中纳米颗粒改性机理的理论模型,最后提出了纳米改性变压器油领域后续研究需要关注的问题,即纳米颗粒材料体系的选择、高稳定性改性变压器油的制备工艺以及纳米颗粒对变压器油的改性机理。

导热油基纳米流体黏度分析研究

纳米流体在传热方面具有较强的优势,是一种高效的换热介质,黏度是研究纳米流体重要特性之一。纳米流体以水为基液的研究较多,而以导热油为基液的研究偏少。主要分析油基纳米流体黏度影响因素,总结黏度理论计算模型,在已有的文献实验数据基础上,研究分析理论计算结果的可靠性和准确性。结果表明,在纳米颗粒体积分数较低和温度升高时,理论计算值与实际值越接近,但仍需大量实验数据进行验证。

温度对纳米改性变压器油宽频介电谱特性的影响

纳米改性变压器油在绝缘性能和传热性能的优势已经得到了国内外学者的广泛认可,但现阶段大多数学者的研究多集中于纳米改性变压器油的宏观特性上,且对于其改性机理尚不明确,通过研究纳米油微观结构与电导、极化之间的相关性,可以为探索纳米油的改性机理以及推广实际应用提供一定的理论参考。该文主要研究了温度对纳米改性变压器油频域介电谱的影响,在10–2~106Hz频率范围内对纳米油介电谱特性进行了分析讨论。随着温度的增加,纳米油的直流电导率呈指数型增加;而在介电谱的中高频段,出现了一个明显的极化峰,随着温度的增加,极化峰峰值逐渐减小且向高频方向移动,Schwarz双电层极化理论可用来解释这一现象。

油基纳米流体的电导率

以1种典型成品油和2种典型原油为基液,采用两步法制备油基纳米流体,研究含不同质量分数的球形氧化铁纳米颗粒与大长径比碳纳米管对油样电导率的影响,分析油基纳米流体电导率变化的主要机理.结果表明：氧化铁油基纳米流体电导率没有明显增大,碳纳米管油基纳米流体电导率均显著增大;碳纳米管成品油基纳米流体的渗流阈值（质量分数,以下同）为0.27％,添加质量分数为2％的碳纳米管分散液的成品油基纳米流体电导率增大5.83×1010倍;2种添加碳纳米管的原油基纳米流体与成品油基纳米流体的电导率变化规律类似,渗流阈值为0.1％～0.3％,添加质量分数为0.5％的碳纳米管分散液的原油基纳米颗粒电导率增大近1 000倍;大长径比碳纳米管通过在原油中建立电桥,有效增大了原油电导率.

导热油基TiO2纳米流体热物性研究

采用“两步法”将粒径为15 nm、30 n m 和60 n m 的Ti0 2 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Ti0 2 纳米流体.实验研究了其在2 0-60 ℃ 的导热性能、粘性和润湿性能,结果表明,该导热油基Ti0 2 纳米流体的导热性能随着温度的升高增加率为2 0 %-3 8 % ,随着体积分数的增大提高了 7 %-4 9 % ,随着Ti0 2 纳米粉粒径的增加降低了 9 % -2 5 % .与基液相比,该导热油基Ti0 2 纳米流体的粘性随着温度和体积分数的增加也增大了 3 %-3 7 % ,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Ti0 2 纳米粉粒径的增加降低了 7 % -2 2 % .室温下,导热油基Ti0 2 纳米流体的接触角比基液减小了 2 8 % -5 0 % ,表面张力却增加了 0 . 3 %-0 . 5 % .

碳纳米管-导热油纳米流体导热与流变特性研究

纳米流体作为新型换热工质,是强化传热的有效途径。今用两步法制备碳纳米管-导热油纳米流体,实验研究流变及导热性能,分析碳纳米管长短、体积分数、温度、转速、SN比(活性剂与纳米颗粒质量比)等因素的影响。结果表明,导热率和黏度随体积分数提高而增大,但随温度升高而下降;碳纳米管长度短,黏度小;长度长,导热率高;体积分数为7%时,导热率提高50%。本研究制备流体都为假塑性流体,低转速下,黏度随SN比先减小后增大;导热率H-C模型中,形状因子n取7时与实验数据基本吻合,并据此提出适合本研究的导热率修正公式。

油基CuO和HgS纳米流体的光热转换特性研究

以氙灯作为模拟太阳光源,实验研究CuO和HgS纳米流体的光热转换特性。与透明导热油相比,浓度为0.1 mg/m L的CuO纳米流体和浓度为1.0 mg/m L的HgS纳米流体的光热转换效率可分别提升35%和27%。随着浓度的增大,由于表面效应,CuO纳米流体的温升出现饱和现象,而HgS纳米流体则未出现类似现象。分析表明:对于CuO和HgS纳米流体而言,光热转换效率的提高分别是由于纳米颗粒的吸收和散射2种效应所导致的。该研究揭示出具有不同光谱吸收特性的纳米流体其提高光热转换效率的机制有所不同,有助于在太阳能光热转换应用中纳米流体的合理选择。

不同形貌纳米氧化铜的合成成及导热应用

纳米氧化铜(CuO)在传感器、催化及强化传热领域有优异的性能。以微生物法浸取的Cu^(2+)为铜源,通过改变溶液的pH制备不同形貌的纳米CuO,并对产物进行表征与分析。制备了以硅油为基体的含纳米CuO的纳米流体,并测试了其热导率。结果表明,纳米流体的热导率与添加CuO的体积分数基本呈线性关系。当添加相的体积分数为5%时,片状、梭子状和蒲公英状的CuO纳米流体热导率分别提高了12.3%、12.9%和29.0%。这说明CuO的形貌对复合体系的热导率有显著的影响,其中蒲公英状的纳米材料效果最佳。

TiN-导热油纳米流体辐射特性实验研究

通过实验研究了两步法制备的TiN-导热油纳米流体的辐射特性,测量了纳米流体的导热系数、常规透射率及半球透、反射率,还研究了质量分数以及光程对其透射率、反射率的影响。实验结果表明,质量分数为0.010%的TiN-导热油纳米流体对辐射能的吸收效果最好,吸收率为97%左右,且其导热系数大于基液的导热系数,可以在一定程度上提升太阳能集热器的集热效率。因此,其在太阳能的高效利用方面具有较好的潜力。