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在制冷系統(tǒng)中，制冷劑在冷凝器中冷凝放熱、在蒸發(fā)器中蒸發(fā)吸熱以及節(jié)流閥中節(jié)流降溫， 都伴隨著溫度的變化，溫度對(duì)納米顆粒在制冷劑中的分散穩(wěn)定性的影響、特別是對(duì)粒徑分布的影響尤為重要. 選用代表性的0.3 g/L 濃度，制備了 TiO2/R141b 混合液 6 支，超聲振動(dòng) 2 h 后，放置在恒溫浴中，每隔一段時(shí)間取 1 支進(jìn)行激光粒度分析. 制冷系統(tǒng)的工作溫度范圍比較寬，溫度
的選擇主要考慮到容易實(shí)現(xiàn)，最后選擇 0 和 27℃作為溫度參數(shù)，27℃利用恒溫水浴控制，而 0℃通過冰水混合物來實(shí)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖 6, 7 所示. 圖 6 分別示出了 0 和 27℃時(shí)納米顆粒在制冷劑中的粒度分布情況，可見隨著放置時(shí)間的增加，0℃時(shí)，小粒徑的波峰升高，即平均粒徑變小，而 27℃時(shí)正好相反，小粒徑波峰降低，平均粒徑變大. 納米顆粒在液體中的分散穩(wěn)定性由顆粒之間的微觀表面作用力決定， 與熱量或溫度有關(guān)的主要有范德華力、顆粒布朗運(yùn)動(dòng)、雙電層斥力等. 而非水介質(zhì)表面電荷較小，可以忽略，主要影響因素為范德華引力和布朗運(yùn)動(dòng). 顆粒間的范德華力如式(2)所示，布朗運(yùn)動(dòng)速度 v的表達(dá)式如下[11]：
(
)
6
,
v
kT
d
t
π η
=
(5)
其中，k 為玻耳茲曼常數(shù)，T 為絕對(duì)溫度，t 為時(shí)間. 對(duì)于特定的納米顆粒和基液， 由式(2)知范德華力與顆粒和基液的介電常數(shù)有關(guān)，制冷劑的介電常數(shù)與溫度成反比關(guān)系[12]，因此ε0℃>ε27℃，由式(3), (4)得，AS/L/S,0℃>AS/L/S,27℃， 所以 0℃時(shí)， 顆粒間的范德華引力勢(shì)能更大，體系更不穩(wěn)定，粒徑更大，這與結(jié)果不相符. 由式(5)知， 布朗運(yùn)動(dòng)速度與溫度成正比， 溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)速度越大，顆粒之間的碰撞越劇烈，顆粒聚合的機(jī)會(huì)更多，體系也就越不穩(wěn)定. 有關(guān)研究[13]證明，溫度對(duì)懸浮體的穩(wěn)定性有顯著的影響. 因而，溫度變化對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)的影響比范德華引力更大，所以會(huì)出現(xiàn)圖 7 所示的結(jié)果.
粒度儀是用物理的方法測(cè)試固體顆粒的大小和分布的一種儀器。根據(jù)測(cè)試原理的不同分為沉降式粒度儀、沉降天平、激光粒度儀、光學(xué)顆粒計(jì)數(shù)器、電阻式顆粒計(jì)數(shù)器、顆粒圖像分析儀等。
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