水平板上固着碳纳米管燃油液滴的蒸发特性

Authors：孙潮; 梅德清; 徐行; 李立昌; 袁银男

Source：浙江大学学报(工学版), 2019, (2): 234-240.

DOI：10.3785/j.issn.1008-973X.2019.02.005

• 碳纳米管
• 燃油
• 液滴
• 蒸发
• 加热平板

以正十四烷（C14）为基液，表面活性剂溴化十六烷三甲基铵（CTAB）为助溶剂，采用两步法配制分别含有20、50 nm碳纳米管（CNT）的纳米燃油. 分析比较基液燃油与纳米燃油的黏度特性，采用接触角测量仪记录燃油液滴在加热平板上的蒸发变形，探究不同粒径及质量浓度的CNT对正十四烷燃油液滴蒸发特性的影响. 研究表明，纳米粒子的加入增加了基液的黏度，并且黏度随着纳米粒子质量浓度增大或粒径减小而增加. CNT纳米燃油液滴蒸发过程符合部分润湿状态下单组分液滴蒸发的一般规律. 在液滴蒸发定接触线阶段，纳米燃油导热系数增强，液滴从外界吸收的热量加快向液体内部传递，延滞了液滴边缘处（三相线处）液体分子的挥发. 纳米粒子在液滴边缘处沉积，阻滞了接触线向内收缩，增加了液滴在定接触线阶段蒸发的持续时间，纳米燃油在此阶段的蒸发速率比基液燃油低，且蒸发速率的差异随燃油中纳米粒子数量的增多而加大. 在定接触角与混合蒸发阶段，“自销钉”效应阻滞接触线收缩，液滴与底板的接触面积较大，液滴中纳米粒子质量浓度的增加使液滴吸收更多的热量，在后2个蒸发阶段，纳米燃油的蒸发速率明显加快，大于基液燃油的蒸发速率. 在整个蒸发过程中，纳米燃油的平均蒸发速率高于基液燃油.

• Institution
  苏州大学; 江苏大学