К вопросу о возможности радикального повышения теплопроводности сред введением дисперсных частиц (обзор)

Журнал прикладной химии. 2020. Т. 93. № 12. С. 1696–1715.

Макарова В. В., Горбачева С. Н., Антонов С.В., Ильин С. О.

Рассмотрены теоретические аспекты и экспериментальные данные о влиянии добавок твердых микро- и наноразмерных частиц на теплопроводность жидких сред (наножидкостей). Согласно теоретическим расчетам, кратное увеличение теплопроводности возможно только для покоящихся сред при условии формирования в них перколяционных структур из наночастиц модификатора, тогда как в случае циркулирующего теплоносителя и (или) хаотичного распределения частиц в его среде прирост теплопроводности не может превышать нескольких десятков процентов. При этом в первую очередь для увеличения теплопроводности необходимы высокая объемная доля частиц и изотропность их свойств, тогда как удельная теплопроводность материала частиц не имеет ключевого значения. Существующий объем экспериментальных данных получен с использованием различных как методов измерений, так и дисперсий, структура которых должным образом не контролировалась. В результате он характеризуется большим разбросом, который не позволяет однозначно идентифицировать действующий закон усреднения, хотя бóльшая часть данных характеризуется положительным отклонением от закона Максвелла, но не превышает величин, которых можно было бы ожидать при выполнении правила логарифмической аддитивности теплоемкостей компонентов.

Ключевые слова: моделирование, modeling, thermal conductivity, теплопроводность, Disperse systems, suspensions, дисперсные системы, суспензии