纳米制冷剂具有比传统制冷剂更好的换热性能,有望应用于制冷系统中大幅提高制冷系统能效,引起国内外的广泛关注。要将纳米制冷剂应用于实际制冷系统中,需保证纳米制冷剂在循环过程中的稳定性。纳米制冷剂的稳定性取决于系统运行过程中纳米颗粒的迁移和损失情况。油相迁移是纳米颗粒参与循环的主要途径,沉积在加热表面的纳米颗粒有望通过再悬浮行为再次发挥作用。因此有必要对纳米颗粒的油相迁移和再悬浮特性进行研究。本文采用实验与理论相结合的方法,对纳米制冷剂沸腾过程中颗粒的油相迁移和再悬浮特性进行研究。本文的主要研究内容和结论如下:(1)探究了纳米颗粒表面改性对其油相迁移特性的影响。使用5种表面改性剂对纳米颗粒进行表面改性,测量了其粒径分布和颗粒的油相迁移率,同时还研究了不同改性方式和嫁接碳链长度对油相迁移特性的影响。(2)对纳米制冷剂油相迁移特性的研究表明:对纳米颗粒进行有机表面改性可有效抑制沸腾过程中纳米颗粒的团聚,提高其油相迁移率;通过共价键嫁接的方式比通过静电力吸附方式嫁接对纳米颗粒油相迁移特性的改良效果更好;嫁接碳链长度越长,油相迁移特性改良效果越好。建立的基于长碳链硅烷偶联剂改性的纳米颗粒相对油相迁移率计算关联式适用于不同碳链长度和初始纳米颗粒浓度工况下的预测,预测结果与实验误差在±5%以内。(3)设计和搭建了沉积纳米颗粒再悬浮实验台,探究了制冷剂沸腾过程中沉积层纳米颗粒的再悬浮特性;对纳米沉积层微观结构和沉积纳米颗粒再悬浮行为进行可视化观测,根据实验现象分析了沉积纳米颗粒的再悬浮物理机制;并基于实验结果建立了定量描述沉积密度和热流密度对再悬浮率影响的数学模型。(4)对沉积纳米颗粒再悬浮特性的研究表明:沉积层表面的多孔结构是颗粒在制冷剂沸腾过程中能发生再悬浮的重要因素,孔隙间液相制冷剂的流动和气泡生长、运动对液相流场的扰动是沉积颗粒再悬浮的主要驱动力;热流密度越大,沉积纳米颗粒的再悬浮率越大;低热流密度工况下,沉积纳米颗粒再悬浮率随沉积密度的增加而减小;中热流密度工况下,再悬浮率随沉积密度的增加先增大后减小;高热流密度工况下,再悬浮率随沉积密度的增加逐渐增大。建立的沉积纳米颗粒再悬浮特性数学模型较好地描述了沉积密度和热流密度对沉积纳米颗粒再悬浮率的影响,再悬浮率的预测结果与88%的实验数据误差在-12%~+8%以内。