纳米流体是指把纳米尺寸的材料分散到水、醇、油等传统流体介质中，制备成的均匀、 稳定的胶体悬浮液[1]。纳米粒子包括：金属粒子，如Au、Ag、Cu、Fe；氧化物粒子，如CuO、 SiO2、Al2O3、TiO2、ZnO、Fe3O4；碳化物，如SiC、TiC；氮化物，如AlN、SiN；碳纳米管等[2]。纳米流体作为一个两相系统，表现出许多有趣的性能和鲜明的特征[1]，因而在能源、化工、医学、建筑、微电子、国防等众多领域具有广阔的应用前景，成为了物理、化学、材料等学 科的研究热点[3]。

纳米流体燃料是基于纳米技术的一类新型燃料，它是将液体燃料（基液）与纳米尺寸的 粒子相混合，从而形成的稳定悬浮液，具有很多优良的特性。例如，它更易着火且燃烧得更 加迅速，因而提高了燃烧效率、增强了催化效果、提高了能量密度[4]。但同时，纳米流体燃 料也存在一些缺陷，限制了它的广泛应用。比如液体中的粒子会表现出较强的团聚倾向，所 以难以获得长时间均匀稳定的悬浮液；另外，纳米级金属和金属氧化物粒子的排放、收集等 问题也亟待解决。目前，关于纳米流体燃料的认识十分有限，我们的研究仍处于起步阶段。文献综述

1。2 纳米流体的制备

如何确保纳米流体的稳定性是一个最重要的也很棘手的问题。制备纳米流体的方法有两 种，其中两步法使用最为广泛。它首先通过化学或物理手段将材料制成纳米粉末，再将制备 好的纳米粒子通过某种方式分散到基液中，制备和分散过程分两步进行。但由于其较大的表 面面积和较高的表面活性，纳米粒子常有团聚的倾向[1]，长时间放置，则会有团聚的纳米粒 子（积聚物）从基液中析出[2]。另一种方法称为一步法，纳米粒子的制备过程和其在基液中 的分散过程同步进行。制成的纳米流体，纳米粒子粒径分散均匀，悬浮液具有较高的分散性 能。但由于制备工艺复杂、设备昂贵，不适用于大批量生产[2]。关于增强纳米流体的悬浮稳 定性，现阶段主要有两种方法。一是使用表面活性剂或分散剂，可以增加粒子间的排斥力， 抑制粒子集结成块；二是使用超声振荡。

1。3 纳米流体燃料

1。4 本文研究内容

综上所述，现阶段的研究大都聚焦于单个纳米流体燃料液滴的燃烧特性与机理。但在实 际燃烧过程中，纳米流体燃料作为流动的流体，表现出的燃烧特性又将有所不同。因此，本 文将尝试对试管中流动的纳米流体燃料的燃烧进行实验探究。我们在醇基燃料（基液）中添 加金属铝或金属氧化铝纳米粒子，制备出稳定的纳米悬浮液，通过高速摄像机记录的图像， 观察纳米流体燃料的燃烧特性，并探讨不同流量、不同浓度、不同粒径和不同材料的纳米粒 子对燃料燃烧特性的影响。来-自~优+尔=论.文,网www.youerw.com +QQ752018766-

2 实验内容

2。1 实验材料及其制备

2。1。1 实验材料 本实验以无水乙醇（20℃、0。790g/ml）为基础液体燃料（基液），选用的纳米添加物是粒

径为 100nm 的铝纳米粒子、粒径为 50nm 的铝纳米粒子和粒径为 50nm 的氧化铝纳米粒子。 铝纳米粒子从上海超威纳米有限公司购买，氧化铝纳米粒子从上海阿拉丁(Aladdin ®）生化科 技股份有限公司购买，其中铝纳米粒子的表面均覆有 3nm 的氧化物层，因此制备纳米流体燃 料时不需要在惰性氛围中进行来防止铝的氧化。乙醇是极性的亲水性液体，在乙醇中，具有 亲水氧化表面的铝和氧化铝纳米粒子能保持良好的悬浮性[18]，故制备过程不需要添加表面活 性剂来对粒子表面进行改性。