78、利用TiO₂纳米流体强化热交换过程的综述

利用TiO₂纳米流体强化热交换过程的综述

1. 引言

热传递是众多工业和家庭应用中的关键过程，涵盖了热电厂、核电站、太阳能热水等领域。多年来，人们一直在努力提高热交换器的性能，对更高效热传递系统的需求也始终存在，期望能在更短时间内提高热传递速率。

热交换器是用于在有或无分隔固体壁的情况下，将热量从热流体传递到冷流体的设备。它有多种类型，如双管热交换器、壳管式热交换器、板式热交换器、微通道热交换器等。这些热交换器根据其不同的设计和应用，在热传递增强能力方面各有特点。热传递增强在热交换器的新设计中至关重要，因为不同设计的热传递系数各不相同，而且已经有许多设计被提出以提高其性能。

除了设计方面的考虑，如今人们正在研究在热交换流体中引入具有高导热性的纳米级固体颗粒，且这些颗粒不会在管道中沉淀，以提高热交换过程的性能。含有悬浮纳米颗粒的流体——纳米流体，由于其具有比普通液体更优越的热物理性质，能够增强对流热传递，有望成为下一代热交换流体。在许多热传递增强研究中，纳米流体如今起着重要作用。纳米颗粒通常尺寸为纳米级且非常细小，因此它们的行为更像是单相流体，而非固 - 液混合物。常用的纳米颗粒材料包括金属（如银、金、铁、铝和铜）和非金属（如石墨、碳纳米管）以及氧化物陶瓷（如氧化铝、氧化铜、二氧化钛、二氧化硅、碳化物和氮化物）。基液通常是导电流体，如水、油、乙二醇和其他常见流体，如石蜡。

研究表明，与油或水等基液相比，纳米流体具有增强的热扩散率、导热性、粘度和对流热传递系数等特性，因此其在许多应用中，特别是在热交换器中的应用非常广泛。本文详细综述了二氧化钛（TiO₂）纳米颗粒的使用情况，以及其体积浓度和颗粒尺寸对不同热交换器的影响，为选择适合热交换器的TiO₂纳米颗粒性能提供了