纳米流体中颗粒运动特征、颗粒粒度和浓度的光学测试方法研究

纳米流体作为一种潜在的新型传热冷却工质，具有广阔的应用前景和价值。纳米流体是最近十多年工程热物理领域中最活跃的研究对象之一。纳米流体的换热能力除了与纳米颗粒和分散介质的传热性能有关外，还与流体中分散相(纳米颗粒)的运动特征、颗粒粒度和浓度密切相关。本项目：(1)研究纳米流体中颗粒运动特性的光学测量方法，将激光聚焦于纳米流体内部某个区域，探测纳米颗粒的后向散射光，从散射光动态特征及由此得到的自混频频谱特征中提取颗粒的运动信息。由此获得流体内部的粒度、浓度参数，并通过改变探测区位置得到纳米流体内部颗粒运动特征的分布。(2)通过全反射方法在纳米流体边界层内形成一个微米级厚度的光学探测区，探测颗粒运动引起的反射光和散射光信号动态变化，得到纳米流体边界的颗粒粒度、浓度和运动特征。所研究的测量方法可为纳米流体的机理性研究、制备和应用提供一种测试手段，也可应用于含纳米颗粒两相流的在线监测中。