高温熔盐基纳米流体热物性的稳定性研究

编号：CYYJ02247

篇名：高温熔盐基纳米流体热物性的稳定性研究

作者：李昭 李宝让 崔柳 杜小泽

关键词： 熔融盐 纳米流体 稳定性 比热容 制备方法 混合纳米颗粒

机构： 电站能量传递转化与系统教育部重点实验室（华北电力大学） 华北电力大学能源动力与机械工程学院 兰州理工大学能源与动力工程学院

摘要： 利用纳米颗粒可显著强化高温熔融盐的储热和热输运性能,但在实际应用中,面临纳米颗粒团聚导致的强化作用衰减。采用两步法配制了质量分数为1%的SiO2-Solar Salt纳米流体,并设置长时间高温保温工况,以比热容衰减幅度和样品微观结构为评价标准,探究两步法制备样品的稳定性。实验结果表明,两步法所制备样品的比热容提升幅度较为明显,但其稳定性较差,经长期高温保温工况后,比热容提升幅度衰减较为明显,且微观形貌显示其中SiO2纳米颗粒含量大幅减少。为探究改善高温熔盐基纳米流体稳定性的方法,本工作从纳米流体制备方法和纳米颗粒选材角度入手进行研究。选取高温熔融法制备相同样品,实验结果表明,其比热容提升幅度与两步法所制备样品相差不大,但经长期高温保温工况后,比热容提升幅度的衰减小于两步法所制备样品,SiO2纳米颗粒含量也有所提升,稳定性得以初步改善。在采用高温熔融法的基础上进一步研究,添加少量Al2O3、TiO2或CuO,与SiO2形成混合纳米颗粒以制备纳米颗粒总量1%的样品,实验结果表明Al2O3-SiO2混合纳米流体经过100 h高温保温工况后,比热容提升幅度的衰减率已缩小至6.1%,稳定性得到进一步的提升,而TiO2-SiO2、CuO-SiO2混合纳米流体样品经过高温保温工况已完全失去比热容提升能力,稳定性恶化。研究结果对提高熔盐基纳米流体稳定性、增强其实用性具有重大意义。