Nucleate Pool Boiling Heat Transfer Characteristics of Refrigerant/Oil Mixture with Carbon Nanotubes

Abstract

通过实验研究了基于碳纳米管（CNTs）的含油纳米制冷剂（即由制冷剂R113、润滑油VG68和碳纳米管组成的纳米流体）的核态池沸腾换热特性，分析了碳纳米管对含油制冷剂核态池沸腾换热的影响。实验中采用了外径为15~80nm、长度为1.5~10&mu;m的四种碳纳米管。实验的饱和压力为101.3 kPa；热流密度为10~80 kW/m~2；纳米油（碳纳米管和润滑油的混合物）的质量分数为0~5%；在纳米油中碳纳米管的质量分数为0~30%。实验结果表明：碳纳米管增强了含油制冷剂的池沸腾换热，在测试工况下换热系数最大可增加61%。当纳米油中碳纳米管浓度为20%不变，纳米油浓度由1%提高到5%时，不同尺寸的碳纳米管对换热系数的增加幅度由27%~59%降低至23%~55%；当纳米油的浓度为1%不变，纳米油中碳纳米管浓度由20%提高到30%时，不同尺寸的碳纳米管对换热系数的增加幅度由27%~59%升高到33%~61%。通过实验获得了基于碳纳米管的含油纳米制冷剂池沸腾换热关联式，关联式的预测值与96%的实验数据偏差在&plusmn;10%以内。</p