随着全世界能源消耗量增加与资源短缺之间的矛盾日益加剧以及环境污染日益严重,寻求低耗能、低污染工业产业的呼声越来越高。纳米粒子作为一种具有特殊性能的物质成为研究者研究的热点,并逐渐被应用于各行业中。将纳米粒子均匀分散于基液中,制备出性能稳定的新型换热工质,是提高换热设备换热能力的重要举措。本文将两种纳米粒子添加到浓度为50%的溴化锂溶液中,采用“两步法”制备分散性能优异的纳米流体。采用自制的热探针式导热仪测试了纳米流体的导热系数。用乌氏粘度计测量了纳米流体的粘度。采用重力沉降法观察了纳米流体的稳定性。实验结果表明,纳米粒子浓度与分散剂的添加量是影响纳米流体导热性能及粘度的重要影响因素。随着纳米粒子质量分数的增加,纳米流体导热系数跟粘度均呈现先逐渐增加后趋于平缓并略有下降的趋势。阿拉伯胶添加量对液体粘度的影响明显大于纳米粒子。溴化锂溶液中添加CNT纳米粒子质量分数为1.0%,阿拉伯胶添加量为0.4%时,纳米流体导热系数增加了约22%。设计组建了单管喷淋换热系统实验台,研究分析了喷淋密度、温度、管间距以及碳纳米管浓度等因素对纳米流体喷淋换热性能的影响。实验结果表明,管间距、喷淋密度、热水温度、CNT浓度等因素对管外平均换热系数均有影响。随着喷淋密度跟管间距的增大,管外平均换热系数均先增大后降低；当管间距为换热管管径的1.2倍,喷淋密度为Γ=0.0833～0.104kg/(ms)时,效果最佳。随着CNT纳米粒子浓度的增加,管外平均换热系数先逐渐增大,后趋于平稳。当添加的质量分数为0.8%时,管外平均换热系数增加了31%。在溴化锂溶液中添加CNT纳米粒子能显著提高液体的导热、换热性能。建立了水平管外降膜流动的二维模型,模拟了溴化锂溶液在水平管外的降膜流动特性。研究分析了喷淋密度、管间距以及管径对降膜流动的影响。结果表明,管间距、喷淋密度和管径对液膜分布及液膜厚度均有不同程度的影响。采用合适的管间距和喷淋密度才能使换热系统性能达到最优。