纳米流体因其良好的传热特性,在过去20年中吸引了许多研究人员为不同的工程应用设计新的热系统。根据纳米流体中悬浮纳米颗粒的性质,用单种纳米颗粒制备的单分子纳米流体具有一定的特殊优点。然而,为了进一步改善纳米流体的特性,研究人员开发了一种新型的传热流体,称为杂化纳米流体。本文对水基氧化石墨烯-Al₂O₃杂化纳米流体的制备、稳定性、热物性、相变特性进行了实验研究,并根据实验结果进行了分析总结,为杂化纳米流体的研究提供一定的参考。主要研究工作如下:采用“两步法”制备了水基氧化石墨烯-Al₂O₃杂化纳米流体,通过物理沉降法和吸光度测试法研究了杂化纳米流体的稳定性。结果发现,pH值、分散剂用量、超声功率、超声时间是影响杂化纳米流体稳定性的重要因素,在pH=11,氧化石墨烯:Al₂O₃:SDS=1:1:1,超声功率375W,超声时间120min时,杂化纳米流体的稳定性最好;冷热循环使杂化纳米流体吸光度有一定的降低,但降低幅度较小,且在6次循环后逐渐达到稳定。通过瞬态热线法测量了氧化石墨烯-Al₂O₃杂化纳米流体的导热系数,结果发现,杂化纳米流体的导热系数随着纳米颗粒质量分数和温度的增加而增大。在20℃-70℃,0.025%-0.2wt%下,杂化纳米流体的导热系数相较基液的导热系数最大增加了4.71%。对比同质量分数的氧化石墨烯纳米流体和杂化纳米流体的导热系数,发现两者相差很小,表明氧化石墨烯和Al₂O₃纳米颗粒之间有较好的协同作用。将杂化纳米流体的导热系数实验值与通过修正的Maxwel模型得出的模型值相比较发现,实验值大于模型值,表明纳米颗粒的布朗运动和分子间相互作用是影响纳米流体导热性能的重要因素。同时提出了氧化石墨烯-Al₂O₃杂化纳米流体有效导热系数的新数学模型,能够较好的预测不同参数条件下杂化纳米流体的导热系数。通过对氧化石墨烯-Al₂O₃杂化纳米流体过冷度的测量和分析,结果发现,氧化石墨烯-Al₂O₃杂化纳米颗粒的加入大大降低了基液的过冷度。在0.05%质量分数下,超声30min-150min范围内,杂化纳米流体的过冷度随着超声时间的增加,先减小后增大,相比基液过冷度最大降低了87.5%;且在超声60min时间下,0.05wt%-0.2wt%范围内,杂化纳米流体的过冷度随着杂化纳米颗粒质量分数的增加,先减小后增大,相较基液过冷度最大降低了77.8%。杂化纳米流体的过冷度随着初始冷却温度的增加而减小,杂化纳米流体在初始冷却温度为-5℃下的过冷度比初始冷却温度为-15℃的过冷度降低了30.23%。比较杂化纳米流体和氧化石墨烯纳米流体对基液过冷度的影响发现,杂化纳米流体能够更好的降低基液的过冷度,0.05%质量分数下,超声30min-150min范围内,杂化纳米流体相比氧化石墨烯的过冷度最大减小了83.92%。通过对氧化石墨烯-Al₂O₃杂化纳米流体比热容和相变潜热的测量和分析,结果发现,杂化纳米流体的比热容随着纳米颗粒质量分数的增加而减小,随着流体温度的增加而增加。在20℃-70℃,0.05wt%-0.15wt%下杂化纳米流体比热容相较基液的比热容最大降低了7.01%。同时纳米颗粒的加入降低了基液的相变潜热,氧化石墨烯-Al₂O₃杂化纳米流体的相变潜热随着纳米颗粒质量分数的增加而有减小趋势,在0.05wt%-0.2wt%范围内杂化纳米流体的熔化潜热最大降低了7.1%,结晶潜热最大降低了16.12%。