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随着我国经济的快速发展，能源需求量越来越大，发展生产所需的能源越来越供不应求，为缓解当下的能源危机状况并提高传热效率，纳米流体作为一种新型高导热介质而被得到广泛应用。近些年来将纳米流体运用于热管传热也成为研究之一，其中重力热管由于具有制造方便、成本低廉、传热良好等优点被广泛应用于余热回收、空调制冷、电子散热等传热设备中。众研究者通过在重力热管中添加不同的纳米颗粒来改善重力热管传热性能，效果可观。 本文以多壁碳纳米管为研究对象，去离子水为基液，制成多壁碳纳米-水纳米流体，研究多壁碳纳米管-水纳米流体的热传导特性，推导出纳米流体有效导热系数公式并将多壁碳纳米管-水纳米流体运用到重力热管试验中。在不同充液率和质量分数的情况下研究纳米流体重力热管传热性能并和普通水重力热管对比，得出传热规律。最后分别用BP神经网络和正交试验对重力热管在不同影响因素下的传热性能进行分析，得出最佳配比组合。主要研究内容和结果如下: 推导出了多壁碳纳米管-水纳米流体有效导热系数公式，有效导热系数是由考虑了纳米层的静态导热系数和布朗运动的动态导热系数所组成，其中静态导热系数是在Xue模型基础上而改进。结果表明，纳米层的存在提高了静态导热系数。布朗运动对动态导热影响较大，纳米层增大了传热热阻从而降低了动态导热系数，多壁碳纳米管半径越小，布朗运动速度越快，动态导热系数越大。有效导热系数随体积分数的增大而增大，纳米层增大了有效导热系数，多壁碳纳米管半径越小有效导热系数越大。有效导热系数比原基液最大增加了49％，比原Xue模型最大增加了29.5％。 将多壁碳纳米管-水纳米流体作为工质运用于重力热管试验研究，在充液率20％、30％、40％和质量分数0.5％、1.0％、1.5％、2.0％、2.5％的条件下研究重力热管传热性能并和普通水重力热管对比，得出传热强化规律。结果表明，重力热管传热性能分别随着充液率和质量分数的增加先提高后下降。在相同条件下，不同充液率和质量分数的重力热管绝热段壁温大致相等，在强化传热条件下，充液率40％、质量分数1.5％的重力热管传输功率最大，平均传输功率比同条件下的水重力热管提高了28.8％;充液率30％、质量分数2.0％的重力热管蒸发段壁温最低，热管总传热系数最大，蒸发段平均壁温比同条件下的水重力热管降低了12℃，平均总传热系数比水重力热管提高了37.5％。 分别利用BP神经网络和正交试验对不同充液率和质量分数影响因素下的重力热管试验数据进行分析，得出最佳配比组合。结果发现结构为2-9-2的BP神经网络的泛化能力最强，训练样本和测试样本的误差都在10％之内，预测出最佳充液率在25％～30％之间，最佳质量分数在1.5％～2.0％之间;使用L18(31×61)混合正交表对重力热管性能进行研究分析，得出最佳充液率30％，最佳质量分数1.5％。