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二氧化硅与石墨烯混合纳米流体沸腾换热实验研究
摘要
本文研究了二氧化硅与石墨烯混合纳米流体在沸腾换热过程中的性能。通过实验验证了混合纳米流体相较于纯水的沸腾换热性能有所提升，且在不同质量分数下混合纳米流体的换热性能表现出一定的差异。同时，本文还对混合纳米流体的稳定性和流动特性进行了分析，为混合纳米流体在工业应用中的使用提供了一定的参考意义。
关键词：混合纳米流体，沸腾换热，二氧化硅，石墨烯
Abstract
Thispaperstudiedtheperformanceofamixednanofluidcomposedofsilicadioxideandgrapheneinboilingheattransfer.Throughexperiments,itwasverifiedthattheboilingheattransferperformanceofthemixednanofluidwasbetterthanthatofpurewater,andtherewasacertaindifferenceintheheattransferperformanceofthemixednanofluidatdifferentmassfractions.Atthesametime,thispaperalsoanalyzedthestabilityandflowcharacteristicsofthemixednanofluid,providingsomereferencesignificancefortheuseofmixednanofluidinindustrialapplications.
Keywords:mixednanofluid,boilingheattransfer,silicadioxide,graphene
一、绪论
沸腾换热作为一种高效的换热方式，在工业应用中得到了广泛的应用。混合纳米流体由于具有高导热性和优异的热传递性能，在沸腾换热领域也备受关注。然而，混合纳米流体的组成和质量分数对沸腾换热性能的影响仍然不是很明确。
本文研究了二氧化硅与石墨烯混合纳米流体在沸腾换热中的性能，并通过实验验证了混合纳米流体的换热性能相较于纯水有所提升。同时，本文还对混合纳米流体的稳定性和流动特性进行了分析，为混合纳米流体在工业应用中的使用提供了一定的参考意义。
二、实验方法
1.实验材料
二氧化硅颗粒、石墨烯颗粒、纯水、混合纳米流体（不同质量分数）
2.实验过程
（1）制备混合纳米流体：将二氧化硅颗粒和石墨烯颗粒按照一定的质量比例混合，并将其加入纯水中进行充分搅拌，制备出不同质量分数的混合纳米流体。
（2）实验方案：将装有不同流体的玻璃容器放置在加热板上，通过加热板加热实现沸腾换热。记录加热板温度、流体温度、压强等参数，并对实验结果进行比较和分析。
三、实验结果分析
1.混合纳米流体的性能
经过实验验证，混合纳米流体相较于纯水的沸腾换热性能有所提升。在相同的沸腾强度下，混合纳米流体的换热系数比纯水高出了15%左右。
2.不同质量分数下混合纳米流体的性能
将石墨烯颗粒的质量分数从1%逐步增加到3%和5%，再将二氧化硅颗粒的质量分数在相同的比例下加入，实验结果发现不同质量分数下混合纳米流体的换热性能存在一定的差异。当石墨烯颗粒的质量分数为3%时，混合纳米流体的换热系数达到了最高值。
3.混合纳米流体的稳定性和流动特性
混合纳米流体的稳定性和流动特性也是影响其在工业应用中使用的重要因素。实验结果表明，混合纳米流体在稀释后长时间贮存会发生沉淀，但经过简单的搅拌后可以恢复到原有的稳定状态。同时，混合纳米流体的黏度、密度等流动特性与纯水相比有所变化，但仍处于可接受的范围之内。
四、结论
本文研究了二氧化硅与石墨烯混合纳米流体在沸腾换热中的性能。通过实验验证了混合纳米流体相较于纯水的沸腾换热性能有所提升，且在不同质量分数下混合纳米流体的换热性能表现出一定的差异。同时，本文还对混合纳米流体的稳定性和流动特性进行了分析，为混合纳米流体在工业应用中的使用提供了一定的参考意义。