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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 含三硅氧烷的量子点纳米流体在疏水表面的超铺展与干燥

    摘要： 纳米流体在工业众多领域展现出应用前景。然而，对于纳米流体（尤其是含表面活性剂的纳米流体）在干燥和铺展过程中的润湿行为及沉积形成机制，目前仍认知不足。本文通过实验研究了基于量子点的纳米流体在六甲基二硅氮烷、聚苯乙烯和聚丙烯涂覆的疏水表面上的蒸发动力学，以及纳米胶体悬浮液中的蒸发驱动自组装现象。此外，我们首次尝试解析含超铺展表面活性剂的纳米流体润湿动力学。研究发现：与纯液体不同，不含表面活性剂的量子点纳米流体干燥过程并非经历三个而是四个蒸发模式——当接触角减小而三相接触线被纳米晶体钉扎时会出现额外的钉扎模式。与既往研究结论相反，向水性表面活性剂溶液中添加纳米颗粒会导致铺展速率下降并形成双重咖啡环。在所有受试表面上，无论是否存在量子点纳米颗粒均会发生超铺展现象。尽管所有基底上都会形成咖啡环，但其形态各异：六甲基二硅氮烷和聚苯乙烯涂覆表面上会形成包含结状结构的环状沉积。

    关键词： 自组装、超铺展、量子点、润湿动力学、蒸发、纳米流体

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 将光纤作为内部光源引入直射式太阳能集热器以增强MWCNT-H2O纳米流体的光热转换性能

    摘要： 高效的光热转换是缓解能源?；奶裟苋壤糜杖送揪丁１狙芯恐票噶硕啾谔寄擅坠?水（MWCNT-H2O）纳米流体并表征其光热转换特性，同时将光纤作为内部光源引入直吸式太阳能集热器（DASC），系统探究了其中存储的MWCNT-H2O纳米流体光热转换性能。实验结果表明：在DASC中引入光纤作为内部光源可提升MWCNT-H2O纳米流体的光热转换性能，当MWCNT浓度为0.010 wt.%且光纤位置距入射端15 mm时获得65.4%的最大光热转换效率。本研究表明采用光纤的DASC中应用的MWCNT-H2O纳米流体是太阳能热利用的潜在候选材料。

    关键词： 直接吸收式太阳能集热器、纳米流体、光纤、光热转换

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 氧化石墨烯/多壁碳纳米管—Therminol?66混合纳米流体用于中低温体积式太阳能集热器

    摘要： 通过简单物理方法制备了氧化石墨烯(GO)与多壁碳纳米管(MWCNT)的纳米复合材料，并将其均匀分散于Therminol? 66中，形成质量分数为10至150 ppm的混合纳米流体。测试评估了GO/MWCNT纳米流体的悬浮稳定性、光学吸收特性及光热转换性能。GO纳米片能有效抑制MWCNTs的自缠绕团聚，确保长期悬浮稳定性。太阳能吸收能力随复合浓度增加而提升，大部分入射辐射可在1.5 cm流体层内被吸收。室内实验存在100 ppm的最佳浓度，温度可升至94°C，相应效率从Therminol? 66的52%提升至100 ppm时的70%?；馓艟酃馐笛椴捎孟呔劢狗颇妇?，混合纳米流体的光热转换性能随复合质量分数(30-100 ppm)增加而增强，在100 ppm浓度下获得153°C最高温度。经室内外实验后Therminol? 66未发生热氧化降解，且太阳辐射致热效应使其光学吸收略有增强。GO-MWCNT/Therminol? 66纳米流体在中低温体积式太阳能热系统中展现出良好应用前景。

    关键词： 光热转换性能、太阳能热能、体积式太阳能集热器、纳米流体、热氧化

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于热电制冷器与纳米流体冷却微通道散热器的大功率LED热管理方案

    摘要： 对发光二极管（LED）进行有效热管理至关重要，因为温度会显著影响其寿命和性能。本研究通过实验探究了结合热电制冷器（TEC）与微通道散热器（MHS）的高功率LED热管理系统。采用纳米流体和水作为冷却液，测量了不同TEC功率、纳米流体浓度、LED环境温度（Ta）及流体散热器环境温度（Ta,f）下的LED基板温度（Ts），并分析了LED基板至流体散热器环境的热阻（Rs-fa），获得了Ts与Rs-fa的关联式。结果表明：当TEC工作在额定功率时Ts最低，且在Ta≥55°C时Ts低于Ta；使用纳米流体替代水作为冷却液可使Ts降低达18.5°C，热阻最大降幅达42.4%，MHS传热能力提升38.6%；相比Ta，Ta,f对Ts的影响更为显著。该纳米流体冷却的TEC-MHS系统在高LED环境温度下尤其能实现优异的热管理性能。

    关键词： 热管理、纳米流体、发光二极管、热电冷却器、热阻、微通道散热器

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 采用低浓度MWCNT（水基）纳米流体的混合光伏/光热系统性能分析

    摘要： 本文介绍了将纳米流体作为光伏热系统（PV/T）工作介质的实验研究。光伏热系统是一种能源利用的混合系统，能将入射太阳辐射转化为电能和热能两种形式。本研究通过户外实验测试了采用水基多壁碳纳米管（MWCNT）作为储热/吸热介质的PV/T系统性能，在固定循环流量为1.2升/分钟的条件下，研究了纳米流体体积浓度比（0%-0.3%）变化的影响。实验分析表明：向基础流体添加纳米颗粒能显著提升热物性，从而改善PV/T系统的热效率和电效率。当MWCNT-水基纳米流体浓度为0.075%时系统效率最佳——该浓度下最大入射辐射时光伏板温度降低12°C，使系统总效率达到83.26%；日间平均温度降低10.3°C，对应系统总效率为61.23%。

    关键词： 纳米流体、多壁碳纳米管、太阳能、混合光伏/热系统、光伏

    更新于2025-09-24 05:59:53

  • 利用纳米流体提高光伏热（PVT）系统的效率

    摘要： 大量研究和国际努力致力于减少温室气体排放。本研究旨在提升平板光伏光热（PVT）系统的效率——该系统能利用太阳能同时产生热能与电能。通过采用不同水流速作为工质进行了效率分析。研究发现，在1、2、4升/分钟对比组中，影响PVT系统性能的水流速在3升/分钟时达到最高效率。此外还研究了纳米流体（氧化铜/水、氧化铝/水）与水作为工质对PVT系统效率的影响。结果表明：采用氧化铜/水纳米流体时，PVT系统的热效率比水基系统提升21.30%，电效率提升0.07%（但电效率增幅可能源于测量误差而不显著）；而氧化铝/水纳米流体使热效率提高15.14%，其电效率与水基系统无差异。

    关键词： 效率、光伏光热系统、流量、纳米流体

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 基于MXene的新型硅油纳米流体用于提升聚光光伏热收集器性能

    摘要： 本研究首次将化学式为Ti3C2的MXene与硅油结合，用于改善基于MXene的硅油热物理性能。论文聚焦于三类不同浓度MXene诱导的新型硅油纳米流体在聚光光伏光热（CPVT）集热器中的制备、表征、热性能、热稳定性及性能研究。采用瞬态热线桥（THB）500测量硅油基MXene纳米流体的导热系数，使用流变仪在不同温度（25、50、75、100和125°C）下测定粘度，并通过PerkinElmer Lambda 750测量光学吸光度。结果显示，在150°C时，0.1 wt%浓度的硅油-MXene纳米流体相比纯硅油导热系数提升最高达64%。研究发现MXene硅油纳米流体的粘度与硅油基液中MXene纳米颗粒的添加量无关，当温度从25°C升高时，不同浓度MXene硅油混合物的粘度降低37%。0.1 wt%浓度的硅油基MXene纳米流体热稳定性可达约380°C。向硅油中引入更多MXene纳米颗?？赏ü玫哪擅琢魈謇淙葱Ч岣吖夥榧牡缧?。更高的太阳聚光强度会导致光伏组件平均温度升高，从而增加可用于多种应用的热能收益。

    关键词： MXene（MXene材料）、纳米流体、CPVT（复合抛物面聚光器）、热物理性质

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 采用纳米流体对微通道散热器V型肋结构进行微太阳能电池的分析与优化

    摘要： 随着多光伏系统功率强度的增加，控制太阳能电池温度对提升效率至关重要。为提高传热效率，本研究设计了一种采用水基纳米流体作为冷却剂的V型肋微通道散热器（MCHS），用于微型太阳能电池。通过数值模拟研究了雷诺数在200至1000范围内时MCHS内的流动与传热特性。结果表明：周期性排列的V型肋能破坏热边界层、诱发混沌对流、增加传热面积，从而显著提升MCHS的传热性能。基于相同泵功下的努塞尔数，获得了V型肋几何参数与纳米流体物理参数的最优值——对于顶部和底部壁面均带V型肋的MCHS，其最优参数为：肋宽d/W=1、扩张角α=75°、肋高hr/H=0.3、斜边比b/a=0.75。这些发现为微型太阳能电池用MCHS的设计提供了重要依据。

    关键词： 纳米流体、传热强化、微型太阳能电池、微通道散热器、V形肋片

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 四种采用不同储能材料的光伏光热集热器的能量、火用及效率分析

    摘要： 混合光伏光热（PV/T）技术具有多种变体和设计方案。该装置旨在降低光伏组件温度的同时生产热水。本文从能量、火用和效率角度对比了不同PV/T设计方案，采用马来西亚邦咯岛实验与数值计算数据作为对比依据。所提系统均在户外条件下进行测试，研究对象包括水基PV/T、带相变材料水箱的水基PV/T、基于纳米流体的PV/T（配备纳米相变材料水箱）以及常规光伏组件。本文重点分析了质量流速与太阳辐照度的影响。研究发现采用纳米流体与纳米相变材料的PV/T系统具有最高热效率（约72%）、热能产出（14千瓦）和电火用（76.152），所有PV/T系统的性能均优于常规光伏组件。这些发现凸显了PV/T技术的实用价值及其推动太阳能领域发展的巨大潜力。

    关键词： 纳米流体、光伏光热系统、纳米相变材料、火用、效率

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 光伏光热（PV/T）系统的评估与设计准则

    摘要： 由于人们对同时满足电力和热能需求（尤其是在安装空间有限的地区）的兴趣日益增长，光伏热（PV/T）领域正广泛开展更多有趣的研究。光伏热技术能在同一区域利用太阳辐射同时产生电能和热能，从而节省安装空间及其他相关成本。此外，已有多种技术和类型被研究应用于提升光伏热系统的性能与综合效率。本文旨在综述该技术的基本原理、当前研究进展，并展示光伏热的创新设计，为该技术获得全球认可指明方向。研究发现，在热带气候条件下，基于纳米流体和纳米相变材料的PV/T集热器比其他类型具有最高效率。文中对该系统的性能评估标准进行了阐述说明，并建议通过简化当前设计，使其更适用于建筑一体化应用及居民用户。

    关键词： 光伏热利用，联合效率，光伏光热系统，纳米流体，纳米相变材料，可再生能源，太阳能

    更新于2025-09-16 10:30:52