[发明专利]纺织用的装有纳米材料流体工质的热管

说明书

技术领域

本发明涉及一种纺织用的传递热量的热管，特别是涉及一种纺织用的装有纳米材料流体工质的热管。

背景技术

牛仔布的后整理烘干预热常用热管，热管是一种热传递效率很高的传热元件，它利用热传导与制冷介质快速热传递的性质，将发热物体的热量迅速传递到热源以外的物体，其导热能力超过任何已知金属。管体中流体工质的性质决定着热管的导热性能，现有热管的管体中循环的工质主要是水等沸点低、容易挥发的液体。纳米材料具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应等，拥有一系列新颖的物理和化学特性，在众多领域特别是在光、电、磁、催化等方面具有非常重大的应用价值，使得纳米技术得到了迅猛发展，其突出的效应也促进了热管技术的发展。典型热管由密封端盖、管体、吸液芯以及密封在管体内的流体工质组成。热管的工作段可分为蒸发段、绝热段和冷凝段三部分。通常的热管是先将管内抽成真空后充以适当流体工质后加以密封。当热管蒸发段受热时毛细吸液芯中流体工质蒸发气化形成蒸汽，蒸汽在微小压力差作用下由管腔流向热管的冷凝段，凝结成流体工质放出热量，流体工质再靠毛细吸液芯与液体相结合所产生的毛细力作用沿毛细吸液芯流回蒸发段。如此循环，热量由热管的蒸发段不断地传至冷凝段，并被冷凝段一端的冷源吸收。随着纺织业生产对能源利用率的重视，还需要热管的导热效率进一步提升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纺织用的装有纳米材料流体工质的热管，它可以提升热管的导热效率。

一种纺织用的装有纳米材料流体工质的热管，有管体、密封端盖、毛细吸液芯，该密封端盖装在管体的两端，毛细吸液芯紧贴在管体内壁上；其特征在于管体内装有浸入式超声波换能器，该浸入式超声波换能器的输入端通过电缆与管体外的超声波发生器主机的输出端连；管体内装有流体工质；所述的流体工质由去离子水、纳米材料ZnO、亲水性分散剂9D和聚乙二醇PEG所组成；后三者的重量百分浓度依次分别为1％-1.6％、0.2％-0.6％和1％-2％。

本发明的优点是在现有热管中添加纳米材料ZnO，作为新型的循环工质；能防止毛细吸液芯中的流体工质内的纳米材料ZnO团聚；在热管中加装超声波发生器，用以进一步打碎团聚的纳米材料ZnO，从而大大提高热管的导热效率和导热性能的稳定性。

附图说明

附图为本发明热管的结构示意图。

具体实施方式

本发明纺织用的装有纳米材料流体工质的热管，有管体1、密封端盖4、毛细吸液芯2，该密封端盖4装在管体1的两端，毛细吸液芯2紧贴在管体1内壁上；其特征在于管体1内装有浸入式超声波换能器3，该浸入式超声波换能器3的输入端通过电缆6与管体1外的超声波发生器主机5的输出端相连；管体1内装有流体工质(图中未画出)；所述的流体工质由去离子水、纳米材料ZnO、亲水性分散剂9D和聚乙二醇(PEG)所组成；纳米材料ZnO的重量百分浓度为1％-1.6％，亲水性分散剂9D的重量百分浓度为0.2％-0.6％、聚乙二醇(PEG)的重量百分浓度为1％-2％。

本发明在流体工质中添加纳米材料ZnO，可以提高流体工质的导热效率，加入分散剂能使纳米材料ZnO的颗粒分散开。当加入分散剂9D重量百分浓度在0.2％~0.6％范围时，纳米材料ZnO颗粒的间距随着分散剂浓度的增加而增大，这是因为当分散剂重量百分浓度在0.2％~0.6％范围时，随着浓度的增加吸附在纳米材料ZnO表面的分散剂量也增加，增强了颗粒间静电排斥力，使得纳米材料ZnO难以团聚。但当分散剂重量百分浓度大于0.6％时，分散液中纳米材料ZnO颗粒间距随着分散剂浓度的增大而减小，因为分散剂9D是聚丙烯酸类高分子分散剂，其一定长度的高分子链具有空间阻碍作用，随着分散剂在粒子表面吸附量的增加，颗粒之间的空间阻碍也增强，伸向溶液中的高分子链会相互纠缠在一起，引起纳米材料ZnO颗粒团聚。

再加入重量百分浓度为1％~2％的聚乙二醇(PEG)对纳米材料ZnO修饰后纳米材料ZnO的颗粒可更充分的分散开。这是因为聚乙二醇(PEG)对纳米材料ZnO的表面有改性作用。纳米材料ZnO表面的羟基能与聚乙二醇(PEG)末端的羟基发生醚化反应，使纳米材料ZnO表面接枝上聚乙二醇链；同时，聚乙二醇链上有许多氧(O)原子，这些氧原子能与纳米材料ZnO形成H键，这样聚乙二醇链就包裹在纳米材料ZnO颗粒表面，增加了颗粒之间的空间阻碍作用，纳米材料ZnO的分散也就变得容易。因此，在相同浓度的分散剂条件下，用聚乙二醇(PEG)改性的纳米材料ZnO的颗粒可以更充分的分散开。