水基纳米流体的凝固行为

贾莉斯¹，彭岚¹，陈颖²，王世光³，莫松平²，李兴²

1. 重庆大学动力工程学院2. 广东工业大学广东省功能软凝聚态物质重点实验室3. 中国农业机械化科学研究院

摘 要：选用二氧化钛(TiO2)纳米颗粒、碳纳米管(CNT)和石墨烯(graphene)纳米片制备水基纳米流体。采用步冷曲线法测量纳米流体的凝固温度和时间。研究纳米材料形状、尺寸、接触角和比表面积对纳米流体凝固行为的影响。实验发现,TiO2纳米颗粒、CNT纳米管和石墨烯纳米片对纳米流体过冷度和凝固时间的减小作用依次增强。0.034%(质量分数)浓度的石墨烯纳米片可完全消除水的过冷现象,使其凝固起始时间和总时间分别缩短61.22%和30.53%。成核理论分析表明,纳米流体的凝固过冷度主要取决于单位体积纳米流体的成核面积。与接触角、形状和尺寸相比,纳米材料的比表面积对纳米流体过冷度的影响更大。

关键词：纳米流体;石墨烯;凝固;过冷度;