58、纳米流体与机器人编程的实验研究

纳米流体与机器人编程的实验研究

纳米流体实验研究

在纳米流体的研究领域，前人的工作为本次实验提供了丰富的基础。众多研究表明，纳米流体的表面张力、热物理性质与纳米颗粒浓度密切相关。例如，有研究发现表面张力直接依赖于纳米颗粒浓度；还有研究聚焦于通过表面张力探讨纳米流体的传热与热物理性质之间的关联；也有分析指出纳米流体热导率的异常增加是由于团聚现象，而这主要是纳米颗粒浓度的结果；另外，有实验研究了不同浓度的 Al₂O₃ 纳米流体在换热器中的强制对流传热性能，发现传热系数随纳米颗粒在基液中的浓度增加而增大，但同时纳米颗粒浓度的增加会通过粘度导致摩擦系数增大。

基于以上研究，本次实验计划采用两步法制备五种不同的纳米流体，分别是 Al₂O₃、TiO₂、MgO、CuO 和 ZrO₂ 纳米流体。实验旨在研究纳米颗粒浓度对热导率等参数的影响，并对这些纳米流体的泵送功率特性进行优化样本研究。

1. 实验材料与方法

   • 纳米流体制备 ：使用的 CuO、MgO、TiO₂、ZrO₂ 和 Al₂O₃ 纳米颗粒直接从 Sigma - Aldrich（印度）采购，为分析纯等级。采用两步法制备纳米流体，将浓度范围在（0.5 - 2.5 wt%）的金属氧化物纳米颗粒通过探针超声技术强力分散在基液（水）中。实验用的基液水的电阻率约为 18.2 MΩ·cm。
   • 纳米颗粒分析 ：对纳米颗粒进行 X 射线衍射（XRD）分析，目的有两个，一是检查结构纯度，二是确定颗粒大小。使用 Rigaku, MiniFlex II（日本）X 射线衍