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文献笔记变废为宝用废机油制备高性能

来源:石蜡 时间:2023/9/25

该研究的主要意义在于呢?

01研究内容

该文主要利用废机油制备出不同浓度的纳米流体,并通过实验测量评价其光吸收能力、热导率、黏度以及热稳定性。搭建了具有表面吸收与体吸收模式的光热转换平台,并通过实验的手段,模拟光热发电系统的实际工况,研究纳米流体的实际工作表现,以及性能随使用温度和时间的变化情况。

02废机油纳米流体的制备

图1.利用废机油纳米流体流程图

首先,将废机油通过0.7um孔径的筛网过滤,将得到的滤液按照不同的量滴入石蜡基液中,经过超声振荡制备性能分散均匀、稳定的纳米流体。

03纳米流体性能测试

废机油成分:烟灰颗粒、高分子聚合物(烃类)-制备机油的分散剂(有些包裹在烟灰颗粒表面),杂质。

为了对比,测试了三类不同的样品:

废机油只含吸附有分散剂的烟灰颗粒的废机油(Type-1)只含烟灰颗粒的废机油(Type-2)

使用1-丁醇(3:1),一种萃取絮凝剂,通过它对聚合物大分子的反溶剂作用导致烟灰和聚合物烟灰颗粒一起共同絮凝,获得Type-1.

将type-1型烟灰颗粒与正庚烷混合,然后通过离心,从炭黑颗粒中去除油以及分散剂大分子,获得Type-2.

1.热重分析

图2.三个样品的热重分析

区域“A”表示没有明显的重量损失,区域“B”表示由于轻烃的蒸发引起的重量损失,区域“C”表示由于相对重的烃的蒸发引起的重量损失,区域“D”表示附着的分散剂的分解/解吸,“E”代表碳烟颗粒的热解。

通过区域D分析可确定,分散剂大分子确实会吸附在烟灰颗粒的表面!

2.纳米流体成分分析

图3.废机油纳米流体陈芬

一(a)为制备的不同浓度的废机油纳米流体;(b)通过能量色散X射线光谱仪(EDS)获得的纳米流体的元素组成;(c)通过透射电子显微镜(TEM)获得的烟灰颗粒簇的分布;(d)通过动态光散(DLS)原理获得的颗粒的粒度分布情况,5ml/L浓度。

3.纳米流体光吸收性能分析

图4.纳米流体的光吸收性能

(c)为测试系统,温度为不同深度四个温度的平均值。(b)可以发现与石蜡基液相比纳米流体的太阳能吸收分数有明显的提高,光吸收能力增强。

4.纳米流体热导率和黏度分析

图5.纳米流体的热导率和黏度

虽然加入废机油(烟灰颗粒)后,纳米流体的热导率没有明显的提高,但是在高太阳辐射通量下,也是有很大的益处的,也即是,此时光吸收量的提升也会很大。

黏度的变化不大,不需要额外增大纳米流体用泵的功率,所以不存在额外的能量消耗。

5.纳米流体的稳定性分析

图6.1常温下纳米流体稳定性分析图6.2常温下纳米流体稳定性分析

离心的目的主要是模拟纳米流体实际流动过程中受到的剪切力的作用。从各图可以发现纳米流体在室温下具有很好的稳定性。

6.纳米流体高温稳定性分析

图7.1高温下纳米流体稳定性分析图7.2高温下纳米流体稳定性分析

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