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纳米流体技术在工程热物理领域中已得到了一定深入的研究，其快速发展给传统吸收式制冷系统的研究带来了蓬勃生机。以氨这种环境友好的自然工质作为制冷剂的氨水吸收式制冷系统存在着系统热力系数低、设备庞大等缺点。本文提出向氨水溶液中添加纳米粒子，并通过一定的分散手段形成稳定的纳米流体，利用纳米流体所具有的强化传热传质特性来强化氨水吸收式制冷系统中氨气被氨水溶液吸收的过程，从而达到提高氨水吸收制冷循环性能系数以及使氨水吸收式制冷设备小型化的目的。由于现有文献关于纳米流体在氨水吸收制冷系统中的研究较少而且不完善，本文对纳米流体的制备、物性和氨气吸收特性进行了系统的实验和理论研究，为纳米流体在氨水吸收式制冷系统以及其他热质交换领域的进一步应用提供了研究思路和技术指导。本文所做工作主要包含以下几个方面: 1)纳米流体的制备与稳定性研究。为了制备适用于氨水吸收式制冷系统的纳米流体，本文对20种纳米粒子和10种表面活性剂在氨水中进行了正交分散性实验，得到了对纳米粒子分散有效的表面活性剂种类。实验中设定了比吸光度这种新的分散稳定性评价指标，并与传统指标进行了实验对比。该方法操作简单、适用范围广泛，并且可以用来评价不同类别纳米流体的分散稳定性。实验结果表明:纳米粒子本身的分散状况很大程度上决定了其在氨水中的分散能力以及对表面活性剂的“感知”能力，而沸腾对是否含表面活性剂的纳米流体分散性的影响表现出了差异性。按所选用的纳米粒子在氨水中均匀分散的稳定性可分为了三个层次，对其中的ZnFe2O4、 Al2O3、α-Fe2O3纳米流体的分散性通过超声、光照、改变pH值等手段进行了进一步研究，获得了它们的最佳分散工艺。在此基础上，对单分子层与双电层吸附模型下表面活性剂与纳米粒子的作用机理进行了分析，建立了不同分散模型下表面活性剂用量的理论计算模型，并利用实验结果对其进行了验证。提出了一种基于比吸光度的纳米流体优化制备方法，通过实验对其有效性进行了验证，并利用重力或离心力结合筛板原理对该方法进行了拓展。同时提供了一种纳米流体动态稳定性分析方法和纳米流体应用与分散一体化装置的技术方案，为纳米流体的动态应用，保证纳米流体工程应用中的持久稳定性提供了借鉴。 2)纳米流体的物性研究。对纳米流体的物性进行研究，不仅是为了获得性能优异的纳米流体，同时也为纳米流体在强化氨水吸收过程中理论与实验分析研究提供重要物性数据。本文通过实验测量研究了表面活性剂、氨水和粒子对纳米流体导热系数的作用存在的耦合关系，发现这种耦合关系主要表现在其对稳定性的作用上，并研究了存放时间、种类、含量、粒径以及温度对氨水纳米流体导热系数的影响。在分析了不同分散模型下粒子表面的表面活性剂吸附层不同结构的基础上，基于Leong等人模型，首次建立了不同分散模型下包含表面活性剂影响的低浓度球状和管状纳米流体导热系数计算模型，并通过文献实验对比验证了模型具备较好的计算精度。然后，通过对纳米粒子和表面活性剂的吸附作用，成功解释了部分学者认为不能用经典粘度理论所解释的在特定情况下添加纳米颗粒反而使得纳米流体粘度减小的现象，并建立了基于不同分散模型下包含纳米粒子与表面活性剂影响的氨水纳米流体粘度的计算模型，与实验值进行了对比验证。最后，本文根据吸附理论预测并验证了纳米颗粒在一定活性剂范围内会使表面张力增加的现象，对纳米粒子与表面活性剂对表面张力的协同作用进行了分析。 3)纳米流体氨气吸收特性研究。通过综合考虑氨水纳米流体的稳定性和物性因素，选择了分散稳定性为第一层次和第二层次中的部分纳米流体进行了氨气吸收对比实验。结果表明:a-TiO2、γ-Al2O3+SDBS（十二烷基苯磺酸钠）、ZnFe2O4+SDBS、α-Fe2O3+SDBS这四种纳米流体表现出了降膜强化吸收效果，而TiN、SiC纳米流体对氨水降膜吸收速率的影响较小。对Al2O3、ZnFe2O4、Fe2O3三种纳米流体的降膜吸收特性进行了进一步研究，发现纳米粒子与表面活性剂的含量、纳米流体的稳定性和膜状流动的减阻特性、以及吸收液初始浓度是影响降膜吸收速率的主要因素。只含表面活性剂SDBS或含未稳定分散粒子的溶液会在一定程度上抑制氨气降膜吸收速率，而纳米流体降膜吸收存在最佳粒子浓度。随着氨水基液浓度的上升，纳米流体的强化吸收作用加强，当初始降膜浓度为15％时，ZnFe2O4和Fe2O3纳米流体对吸收速率的强化分别达到约50％和70％。对这三种纳米流体的鼓泡吸收对比实验结果发现，由于SDBS的起泡性，使得含较高浓度SDBS的纳米流体鼓泡吸收速率下降，只有含较低浓度SDBS的Al2O3纳米流体具备鼓泡吸收强化效果。从纳米粒子微运动、场协同理论、分散相粒子理论、Marangoni效应以及纳米流体物性影响对纳米流体强化降膜吸收机理进行了分析。 4)纳米流体氨水降膜吸收的数值模型研究。为了分析纳米流体的物性和流动特性对纳米流体降膜吸收氨气的性能影响，本文通过考虑纳米流体吸收氨气引起的液膜厚度变化和纳米流体本身物性的改变建立了纳米流体氨水降膜吸收的物理与数学模型，理论上分析了各种工况参数和物性参数对纳米流体氨气降膜吸收的影响，并定义了强度参数对它们之间的耦合影响力进行分析，发现随着吸收压力的增大或降膜溶液初始浓度的减小，吸收推动力增大，传质系数的影响强度下降，而导热系数与流动阻力系数的影响强度加强，粘度的影响强度基本不变。最后，将模型计算值与考虑非降膜段吸收进行修正后的Al2O3、ZnFe2O4和Fe2O3纳米流体的氨气降膜吸收实验值进行了比较，发现模型计算值与实验修正值有较好的吻合程度，87.5％的模型计算数据误差均在20％以内，最大误差为21.5％。通过模拟值与实验值的对比，进一步证明了纳米流体的物性和膜状流动的减阻特性是影响纳米流体降膜吸收过程传热传质性能的主要因素。