課題的主要研究內容有：1）納米流體分子動力學模擬研究；2）納米流體實驗研究；3）納米流體對流換熱兩相流數學物理模型和數值模擬研究；4）納米流體在內燃機冷卻水腔強化傳熱中的應用研究。取得的創新成果有：1）用分子動力學模擬證實了納米顆粒表面液體吸附層、納米顆粒微運動是納米流體導熱強化的微觀機制；并提出納米流體總體呈現出類似固體的微觀結構特征，也是納米流體導熱強化的微觀機理；建立了納米流體導熱系數預測模型，模型預測結果得到了實驗驗證。2）提出用納米顆粒中所含高能原子比例的高低作為判據，來判斷納米顆粒強化納米流體導熱系數能力的強弱。3）提出以單個納米顆粒為核心，由液體吸附層、旋轉液體層、有限存在空間構成的旋轉流體微元結構，且由無數旋轉流體微元構成了納米流體動態微觀結構；揭示了導熱強化、流體內部摻混加強、以及傳熱方式發生根本改變是納米流體流動換熱強化的機理。4）納米流體流動與傳熱MD研究發現，納米流體的速度脈動相對于基礎流體增強，納米顆粒與連續相間存在速度滑移；納米顆粒微運動和導熱系數增加對納米流體對流換熱性能提高的貢獻比例相當。5）從固液兩相的動量守恒方程出發，推導出了適用于納米顆粒的虛擬顆粒粘度模型，該模型模擬結果明顯好于傳統模型。6）可視化實驗發現：納米流體由層流向湍流轉變的轉捩點提前，從而證實了納米流體通過改變流場，進而增強流體擾動，最終達到強化傳熱的效果。7）由納米流體的熱量與動量傳遞實驗結果發現：納米流體導熱系數的增大對強化傳熱的貢獻有限；納米顆粒的微運動導致基礎流體的動量傳遞強化，是納米流體強化傳熱的主要原因。8）納米流體內燃機冷卻水腔應用研究表明：Euler-Euler兩相流模型更適于內燃機的實際應用，但納米流體粒子流的粘度模型至關重要，是影響數值模擬精度的關鍵因素。上述主要研究結果為納米流體在內燃機冷卻水腔中的實際應用奠定了理論基礎，未來可根據納米流體的具體特性來強化或控制內燃機冷卻水腔的傳熱。

隨著內燃機升功率的大幅提高，必然會產生更高的缸內溫度，從而造成更多的熱量傳遞給燃燒室部件，由此產生的內燃機冷卻問題變得越來越突出，已成為制約內燃機高強化發展的一個瓶頸。鑒于納米流體良好的傳熱性能，試圖將其用于內燃機冷卻水腔，以達到強化傳熱的目的。且由于納米流體的傳熱性能受納米粒子的種類、大小、濃度、形狀等因素影響，因此，可以通過改變這些因素，控制內燃機冷卻水腔的傳熱量。課題擬通過納米流體的分子動力學模擬，以及納米流體流動的可視化與定量化實驗研究，從微觀和宏觀兩個層面上，揭示納米流體強化傳熱的物理本質，進而建立納米流體對流換熱的數學物理模型，給出納米流體兩相流對流換熱數值模擬的有效方法。并將有關納米流體對流換熱的基礎研究結果，用于內燃機冷卻水腔納米流體強化傳熱研究，試圖給出適于內燃機傳熱設計需要的納米流體對流換熱數學物理模型和數值模擬方法，為納米流體在內燃機強化傳熱中的應用奠定理論基礎。

碳納米管在綠色化學中應用的研究，唐水花著。

副題名

外文題名

Study of carbon nanotubes application in green chemistry

論文作者

唐水花著

導師

于作龍,張良輔研究員指導

學科專業

有機化學

學位級別

d 2002n

學位授予單位

中國科學院成都有機化學研究所

學位授予時間

2002

關鍵詞

無污染能源 貯氫量 綠色化學 碳納米管

館藏號

O64

唯一標識符

108.ndlc.2.1100009031010001/T3F24.002204594

館藏目錄

2003\O64\3

鋼液凝固中，用超聲波處理，達到在低過熱度和低溫度梯度下結晶，并增中形核率、獲得大量細化的等軸晶，此時加入TiO2納米顆粒，可得到極細小等軸晶的高性能材料。重點研究超聲波處理與效果的關系、納米顆粒的均勻加入方法及工藝、獲取大量極細小等軸晶的技術參數、TiO2納米顆粒的制取等。此項目的研究能大幅度提高鋼的性能，對開發超極鋼有重大意義。 2100433B