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纳米颗粒/矿物冷冻油的流变特性研究


□ 毕胜山 史 琳

  摘要:对纳米颗粒/矿物冷冻油的流变特性进行了全面的实验研究,重点分析了颗粒浓度、颗粒种类和温度对冷冻油流变特性的影响,结果表明:对于纳米颗粒TiO2/矿物冷冻油,当w(TiO2)≤0.2%时,为牛顿流体,当W(TiO2)>0.2%时,表现为剪切变稀特性,纳米颗粒TiO2)/矿物冷冻油的黏度大于纯质冷冻油,且随着颗粒质量分数的提高而增大,当w(TiO2)=0.4%时,黏度可提高11.2%,拟合得到的混合物黏度模型预测值与实验值吻合良好,纳米颗粒种类对混合物的流变特性有一定的影响,这与颗粒的形状有关,纳米颗粒/矿物冷冻油的黏温曲线趋势与纯油相似。

  关键词:纳米颗粒;矿物油;流变;黏度

  中图分类号:TKl24 文献标志码:A 文章编号:0253-987X(2010)01-0027-04

  在制冷系统中,润滑油主要起到减少摩擦、密封和带走摩擦产生的热量和磨屑等方面的作用,纳米材料由于其特殊的物理化学性质作为润滑添加剂得到了广泛的应用,特别是在减磨耐磨、噪声控制等方面表现出很多优势,在传热学领域,研究人员发现添加纳米颗粒到液体中制备成纳米流体,可以有效地提高流体的导热系数和对流换热性能,有望成为新一代的换热工质,近期,研究人员发现:在矿物冷冻油中添加一定量的纳米颗粒,可以改善HFC制冷剂与矿物冷冻油(MO)的相容性,从而解决了HFC/酯类油体系容易出现的絮状物沉淀、膨胀装置堵塞等不良现象,作者在前期开展的纳米颗粒对制冷系统材料的影响以及对添加纳米颗粒的家用冰箱热工性能的研究工作中发现,纳米颗粒和矿物冷冻油制备的纳米冷冻油,与原有制冷系统材料是相容的,采用这种纳米冷冻油的冰箱运行稳定,热工性能稍优于原有系统,

  黏度作为润滑油的重要评价参数决定了滑动轴承中油膜的承载能力、摩擦功耗和密封能力,添加纳米颗粒之后,润滑油的黏度和流变特性会发生变化,并直接影响其在制冷系统中的性能,本文重点研究纳米颗粒/矿物冷冻油的流变特性,为纳米颗粒在制冷系统中的应用研究提供基础依据,

  1实验材料和方法

  1.1实验材料

  纳米材料选用TiO2、AI2O3、多壁碳纳米管(CNTs)3种,由浙江弘晟材料科技股份有限公司和深圳纳米港有限公司生产,表1列出了纳米材料的相关物性,矿物冷冻油为太阳牌,型号为SUNISO3GS,

  1.2买验方法

  纳米颗粒与冷冻油的混合液制备采用两步法,使用梅特勒AB204-N精密天平称量纳米颗粒和冷冻油的质量,精度为0.1mg,将称量好的纳米颗粒与冷冻油直接混合,并使用超声波振动2h,使其完全分散。

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