专利名称：纺织用的装有纳米材料流体工质的热管的制作方法
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Zn0，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Zn0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Zn0，从 而大大提高热管的导热效率和导热性能的稳定性。
附图为本发明热管的结构示意图。
具体实施例方式
本发明纺织用的装有纳米材料流体工质的热管，有管体l、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Zn0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Zn0，可以提高流体工质的导 热效率，加入分散剂能使纳米材料Zn0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Zn0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Zn0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P/。 2。/。的聚乙二醇(PEG)对纳米材料Zn0修 饰后纳米材料Zn0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Zn0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(0)原子，这些氧原子能与 纳米材料Zn0形成H键，这样聚乙二醇链就包裹在纳米材料Zn0颗粒 表面，增加了颗粒之间的空间阻碍作用，纳米材料Zn0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Zn0的颗粒可以更充分的分散开。
尽管用聚乙二醇(PEG)改性的纳米材料Zn0已经得到了比较理想的 分散效果，但是，流体工质工作11-12小时后仍会发生一定数量的纳 米材料Zn0团聚现象，为了更彻底的消除纳米材料Zn0的团聚现象， 使用超声波对流体工质进行处理，利用超声波的机械作用，产生强大 的机械力；在此机械力的作用下不断冲击纳米材料Zn0颗粒，使其充 分分散开。作用机理是当接通超声波发生器主机5的电源开关时，超 声波发生器主机5产生一 28KHz的超声波信号，此超声波信号从超声 波发生器主机5的输出端发出，通过连接电缆6输送给浸入式换能器 3的输入端，则浸入式换能器3在此信号的驱动下发出28KHz的超声 波。由于热管内为高真空，因此超声波的空化作用微弱，主要的是超 声波的机械作用。由浸入式换能器3产生的高频机械振动经过流体工 质传递到纳米材料ZnO颗粒上，给悬浮在流体中的纳米材料ZnO颗粒 提供动能，纳米材料ZnO颗粒在此能量的作用下相互运动碰撞，使纳米材料ZnO颗粒分散开，从而解决了流体工质的团聚现象，提高了工 作的稳定性。该超声波频率为28KHz，功率为2W，作用5分钟左右即 可维持热管工作十几个小时没有明显的团聚现象。
由于纺织设备的热管最高温度为90°，因此在热管内连接浸入式超 声波换能器3的电缆6应采用耐高温高绝缘的电缆。由于热管内部为 高真空的约为1.3x10—卞a的负压，因此本发明做了严格的密封措施。
本发明中所用的纳米材料Zn0由上海上惠纳米科技有限公司生 产，亲水性分散剂9D由江苏九州化工有限公司生产，聚乙二醇(PEG) 由北京市还海淀会友精细化工厂生产。浸入式换能器3和超声波发生 器主机5均包括在上海感辉机电仪表有限公司生产的TDS-100P型超声 波发生器之中，电路均为已知。
综上所述，本发明在热管工质中添加了纳米材料ZnO，可以提高 循环工质的导热效率，向工质中添加了分散剂9D和聚乙二醇(PEG)， 间歇性地在超声波作用下可使纳米材料ZnO流体工质分散更充分。
权利要求
1、一种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；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％、1％-2％。
全文摘要
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相连；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％。本发明的优点是提高了热管的导热效率节约了能源；在热管中加装超声波发生器，用以打碎团聚的纳米材料ZnO颗粒，从而增加了热管导热性能的稳定性。
文档编号F28D15/02GK101240985SQ20081001511
公开日2008年8月13日 申请日期2008年3月4日 优先权日2008年3月4日
发明者明 姜, 姜宜宽, 孙立娥, 宋桂玲, 张坤生, 谈大勇, 韩光亭, 马光辉 申请人:淄博兰雁集团有限责任公司