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SiO_(2)纳米流体射流冲击泡沫金属的传热分析
1
作者 刘燚 张忠立 +3 位作者 金愿 胡馨丹 邹冰妍 刘贝贝 《中国测试》 北大核心 2025年第5期50-57,130,共9页
采用SiO_(2)纳米流体射流冲击线性变化孔隙率的泡沫金属来强化传热,以获得更好的冷却效果。文章主要通过数值模拟的方法,利用Brinkman-Forchheimer-extended Darcy模型描述泡沫金属内部的传热。首先,分析恒定孔隙率以及线性变化孔隙率... 采用SiO_(2)纳米流体射流冲击线性变化孔隙率的泡沫金属来强化传热,以获得更好的冷却效果。文章主要通过数值模拟的方法,利用Brinkman-Forchheimer-extended Darcy模型描述泡沫金属内部的传热。首先,分析恒定孔隙率以及线性变化孔隙率分别受到水和SiO_(2)纳米流体射流冲击对受热面传热的影响;其次,分析不同孔隙率泡沫金属内部温度场的变化。结果表明:当孔隙率ε从0.6到0.9线性变化的泡沫金属受到雷诺数Re=10 000的射流冲击时,体积分数ϕ=8.5%的纳米流体冲击受热面所获得的局部努塞尔数比纯水高68.1%;并且在相同的雷诺数条件下,局部努塞尔数和湍流强度与SiO_(2)纳米流体的体积分数成正比,且体积分数越大,流体所获得的动量越高。基于模拟结果得到线性变化孔隙率与SiO_(2)纳米流体射流冲击的耦合可以获得更好传热效果的结论。该项研究对设备降温提供有价值的参考意义。 展开更多
关键词 高浓度sio_(2)纳米流体 线性变化孔隙率 射流冲击 泡沫金属 数值模拟
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纳米SiO_(2)流体的性能及其渗吸驱油效果评价 被引量：3
2
作者 张涛 曲冠政 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期56-61,97,共7页
在分析储层岩石物性及地层水离子成分的基础上,通过实验评价了0.5%纳米SiO_(2)、0.5%纳米SiO_(2)+0.3%十二烷基硫酸钠表面活性剂、地层水的流变性、界面张力和接触角等参数,进而考察这3种不同组分流体的渗吸驱油效果。结果表明:实验所... 在分析储层岩石物性及地层水离子成分的基础上,通过实验评价了0.5%纳米SiO_(2)、0.5%纳米SiO_(2)+0.3%十二烷基硫酸钠表面活性剂、地层水的流变性、界面张力和接触角等参数,进而考察这3种不同组分流体的渗吸驱油效果。结果表明:实验所用纳米SiO_(2)流体中纳米颗粒的粒径介于10~100 nm,其中介于25~60 nm的占比最高,达75%以上,粒径均值约40 nm。这种纳米SO_(2)流体具有胀塑性流体特征,其与原油的界面张力为12.05 mN/m,约为地层水与原油界面张力的30%,能够将亲油性的岩心改变为弱亲水性,接触角从126°减小为86°;这种纳米SiO_(2)流体的渗吸驱油效率约为44.67%,比地层水的渗吸驱油效率提高了13.59%。纳米SiO_(2)颗粒和加入十二烷基硫酸钠可不同程度降低流体与原油的界面张力,改变岩石孔喉表面的润湿性,促进岩心中的油水置换,最终提高渗吸采收率。 展开更多
关键词 纳米sio_(2)流体 致密储层 渗吸驱油 流变性 表面活性剂
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填料塔中混合胺钛基纳米流体对高浓度CO_(2)的捕集试验研究 被引量：2
3
作者 孔宇 江砚池 +4 位作者 陶彦峰 由婷 刘健 张忠孝 孔成栋 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2023年第4期121-126,共6页
模拟了石油化工废气排放过程中高浓度CO_(2)(50%,体积分数)尾气处理场景。对伯胺和叔胺溶液进行复配,建立了兼具快速反应性能和高吸收容量的混合胺钛基纳米流体。自主设计并搭建10 t/a规模填料塔CO_(2)吸收-解吸循环试验系统,考察了纳... 模拟了石油化工废气排放过程中高浓度CO_(2)(50%,体积分数)尾气处理场景。对伯胺和叔胺溶液进行复配,建立了兼具快速反应性能和高吸收容量的混合胺钛基纳米流体。自主设计并搭建10 t/a规模填料塔CO_(2)吸收-解吸循环试验系统,考察了纳米流体吸收剂在填料塔中的CO_(2)吸收-解吸综合强化机制。研究发现,相较混合胺而言,纳米流体吸收剂最大可提升40%的吸收-解吸循环容量。提高贫液中的CO_(2)负载会削弱纳米颗粒对吸收剂捕集CO_(2)性能的促进作用。当CO_(2)负载达到0.4 mol/mol(1 mol胺负载0.4 mol CO_(2))时,纳米流体吸收剂的体积总传质系数和混合胺吸收剂基本一致。体系中纳米颗粒之间的相互作用增强,使液相内部形成微对流,可提升捕集体系的CO_(2)吸收性能。但当纳米颗粒质量分数超过0.12%时,液相中的微对流和固体穿梭效应会因粒子团聚而削弱。因此,需要在循环过程中采取有效措施对团聚的纳米颗粒进行分散。如何通过耦合外部扰动和内部化学分散来提升纳米颗粒分散的稳定性,将是后续研究的重点方向之一。 展开更多
关键词 纳米流体 混合胺 高浓度CO_(2) 填料塔
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SiO_(2)纳米流体在低渗透油藏中的驱油性能和注入参数优化 被引量：17
4
作者 尚丹森 侯吉瑞 程婷婷 《油田化学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期137-142,共6页
为研究纳米流体在低渗油藏中的驱油性能,采用实验室自主研发的具有一定疏水性的SiO_(2)纳米颗粒,研究了SiO_(2)纳米流体的稳定性及其对界面张力的影响,并通过低渗岩心驱替实验评价了SiO_(2)纳米流体的驱油性能,优化了该纳米流体的注入... 为研究纳米流体在低渗油藏中的驱油性能,采用实验室自主研发的具有一定疏水性的SiO_(2)纳米颗粒,研究了SiO_(2)纳米流体的稳定性及其对界面张力的影响,并通过低渗岩心驱替实验评价了SiO_(2)纳米流体的驱油性能,优化了该纳米流体的注入参数。研究结果表明,纳米SiO_(2)颗粒的粒径中值约为50 nm;纳米SiO_(2)颗粒加量为0.15%时,界面张力最低,为0.55 mN/m;纳米SiO_(2)颗粒加量在0.15%以下时体系具有较好的稳定性,浓度越高,体系稳定性越差。岩心驱替实验表明,在渗透率20×10^(-3)μm2的低渗岩心中,SiO_(2)纳米流体可以有效降低含水率,降低注入压力,最佳的注入参数为:注入速率0.1 mL/min、注入量0.5 PV、加量0.15%,在此条件下可提高采收率25.41%。SiO_(2)纳米流体可用于低渗透油藏提高采收率。所合成的具有一定疏水性的SiO_(2)纳米颗粒可用于低渗透油藏高效提高采收率。 展开更多
关键词 sio_(2)纳米颗粒 低渗透 纳米流体驱 注入参数优化 提高采收率
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SiO_(2)无溶剂纳米流体粒径和含量对环氧树脂力学和热性能的影响 被引量：5
5
作者 王钰登 郑亚萍 +1 位作者 宋珊 姚东东 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期156-163,共8页
为了改善纳米二氧化硅(SiO_(2))在树脂基体中的分散性,同时研究SiO_(2)粒径对树脂基体性能的影响,采用Stober法制备了50,90 nm和220 nm三种不同粒径的纳米SiO_(2),并通过表面接枝硅烷偶联剂及聚醚胺的方法制备了相应的SiO_(2)无溶剂纳... 为了改善纳米二氧化硅(SiO_(2))在树脂基体中的分散性,同时研究SiO_(2)粒径对树脂基体性能的影响,采用Stober法制备了50,90 nm和220 nm三种不同粒径的纳米SiO_(2),并通过表面接枝硅烷偶联剂及聚醚胺的方法制备了相应的SiO_(2)无溶剂纳米流体(NF)。利用红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、热失重(TGA)和差示扫描量热法(DSC)等测试方法对流体的化学结构和物理形貌等理化性质进行了表征。测试了不同粒径和不同含量SiO_(2)纳米流体/环氧树脂(NF/EP)复合材料的力学性能,结果表明,复合材料的力学性能随着流体含量的增加呈现先升后降的趋势;50 nm SiO_(2)流体对环氧树脂冲击性能改善明显,当添加量为1 phr时,弯曲强度增加了11.64%,冲击强度增加了54.55%;而220 nm SiO_(2)流体对弯曲性能改善更为明显,当添加量为1 phr时,弯曲强度提高17.51%,冲击强度提高50.00%。玻璃化转变温度和线膨胀系数测试的结果表明,NF/EP有更高的玻璃化转变温度和更低的线膨胀系数。NF/EP因具有良好的力学性能和低的线膨胀系数,可用作电子灌封树脂。 展开更多
关键词 纳米sio_(2) 环氧树脂 复合材料 无溶剂纳米流体 力学性能 热性能
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SiO_(2)-H_(2)O纳米流体强化煤尘润湿性的微观机理研究 被引量：7
6
作者 赵佳佳 田世祥 +1 位作者 李鹏 谢洪高 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期3931-3945,共15页
煤尘污染是世界煤炭行业亟需解决的难题之一,探索绿色高效的新型煤尘润湿剂对于该领域来说具有潜在的应用价值。以Wender模型为研究对象,借助Materials Studio分子模拟软件与物理实验探究了SiO_(2)-H_(2)O纳米流体对煤尘润湿性的影响机... 煤尘污染是世界煤炭行业亟需解决的难题之一,探索绿色高效的新型煤尘润湿剂对于该领域来说具有潜在的应用价值。以Wender模型为研究对象,借助Materials Studio分子模拟软件与物理实验探究了SiO_(2)-H_(2)O纳米流体对煤尘润湿性的影响机制。研究表明:SiO_(2)纳米颗粒(NPs)的反应活性较高,其表面羟基容易与煤分子和水分子形成氢键,从而影响煤尘的润湿特性。NPs与煤分子的相互作用能力较强,其吸附在煤尘表面后能吸附更多的水分子。当体系中NPs的吸附数量为0~5时,随NPs数量的增加,吸附体系中煤和NPs、NPs和水之间的相互作用能以及固-液分子间氢键的数量呈增大的趋势。煤和NPs中氢、氧原子之间的g(r)曲线值最大,峰值较高,而煤和水中氢、氧原子之间的g(r)曲线与之相反。随着NPs吸附数量的增加,水分子均方位移与扩散系数呈增大的趋势,加速了对煤尘的润湿。与水相比,纳米流体具有较低的表面张力,当颗粒浓度为2.0%(质量)时,改性煤尘接触角下降率达到了52.85%~61.51%,同时纳米流体处理后的煤尘表面NPs吸附集聚现象明显。本研究分子模拟结果与实验结果相互验证,阐明了NPs强化煤尘润湿性的微观机理,获得了NPs对煤尘润湿性的影响规律,揭示了NPs在煤尘表面的吸附特征,为SiO_(2)-H_(2)O纳米流体强化煤尘润湿性奠定了理论基础。 展开更多
关键词 sio_(2)-H_(2)O纳米流体 煤尘 润湿性 分子模拟
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双亲纳米SiO_(2)颗粒的制备及提高渗吸采收率性能 被引量：8
7
作者 白云 蒲春生 +3 位作者 刘帅 樊乔 张超 陈泽宇 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期828-836,共9页
以正辛基三乙氧基硅烷和3-巯基丙基三乙氧基硅烷为改性剂,以双氧水为氧化剂,在水基环境下对亲水纳米SiO_(2)颗粒表面进行改性,得到具有磺酸基和辛基的双亲纳米SiO_(2)颗粒。通过FTIR和TG对其化学结构和热稳定性进行了分析。将双亲纳米Si... 以正辛基三乙氧基硅烷和3-巯基丙基三乙氧基硅烷为改性剂,以双氧水为氧化剂,在水基环境下对亲水纳米SiO_(2)颗粒表面进行改性,得到具有磺酸基和辛基的双亲纳米SiO_(2)颗粒。通过FTIR和TG对其化学结构和热稳定性进行了分析。将双亲纳米SiO_(2)颗粒分散在地层水中制备了纳米流体,对其稳定性、界面性质和渗吸效率进行了评价。利用核磁共振技术探究纳米流体渗吸过程中岩心孔隙内原油运移规律。结果表明,纳米流体储存30d未出现分层现象,表现出良好的稳定性;经纳米流体处理的岩心亲水性增强。此外,双亲纳米SiO_(2)颗粒(含量为0.05%,以地层水质量为基准)将油水界面张力降低至1.7mN/m;纳米流体渗吸采收率高达22.6%,渗吸初始阶段小孔隙中的原油被动用,而在渗吸后期阶段大孔隙中的原油才被动用。 展开更多
关键词 双亲纳米sio_(2)颗粒 纳米流体 稳定性 界面性质 渗吸 油田化学品
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纳米流体中纳米颗粒分散性能的分子动力学模拟 被引量：5
8
作者 生丽莎 陈振乾 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期700-706,共7页
建立以水分子为基础液、中空SiO_(2)纳米颗粒为悬浮粒子的纳米流体模型,采用分子动力学模拟方法研究中空SiO_(2)纳米颗粒在水中的运动特性.结果表明,纳米颗粒在水中首先进行无规则运动,随后相互靠近、黏结,最后达到相对平衡.水分子的加... 建立以水分子为基础液、中空SiO_(2)纳米颗粒为悬浮粒子的纳米流体模型,采用分子动力学模拟方法研究中空SiO_(2)纳米颗粒在水中的运动特性.结果表明,纳米颗粒在水中首先进行无规则运动,随后相互靠近、黏结,最后达到相对平衡.水分子的加入可以延缓纳米颗粒的团聚,但不足以形成稳定的纳米流体.纳米流体中纳米颗粒间相互作用能为-632kJ/mol,表现为相互吸引,纯纳米颗粒和纳米流体中的纳米颗粒一旦发生聚集,将无法自行分散.纳米流体中距离纳米颗粒表面较近的水分子扩散系数接近于零;距离纳米颗粒表面越远,水分子扩散系数越大,直至2.43×10^(-9)m^(2)/s.这意味着纳米颗粒在运动初期靠近速度较快,随纳米颗粒间距离的缩短其靠近速度变慢. 展开更多
关键词 中空sio_(2)颗粒 纳米流体 团聚 稳定性 分子动力学模拟
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