工业余热利用率低是造成我国能耗高的主要原因之一,以纳米流体为工质的有机工质朗肯循环技术（ORC）是提高传热性能,回收并高效利用工业余热的有效途径之一。混合纳米流体是纳米流体中综合性能更优异的新一代传热工质,它可调节热物性以适应不同工况的优异特性使其更适用于工业应用。但混合纳米流体内部作用复杂、热物性变化机理不明确、难以长期均匀悬浮等问题制约其发展。因此,以混合纳米流体为研究对象,研究表面活性剂种类及浓度对混合纳米流体稳定性影响规律;基于数字图像统计技术提出定量评价纳米流体稳定性的方法;探究基液及颗粒混合比、体积分数、温度及颗粒尺度的变化对粘度及导热系数的影响,并阐明混合纳米流体传热增强的协同机制;最后,研究混合纳米流体单相管内层流及湍流对流传热的传热特性。主要研究内容如下:1.考察了表面活性剂类型对混合纳米流体稳定性的影响。通过多重稳定性表征方法发现添加PVP表面活性剂的纳米流体稳定性最好,稳定时间长达25天;基于数字图像统计技术提出一种新的稳定性评价参数—分布均匀系数（UCND）—定量评价纳米颗粒在流体中的分布均匀性。对比UCND评价与透射电镜法,发现基于数学理论的UCND可定量准确地分析整个区域内颗粒分布,更省时、客观。2.研究纳米颗粒（NP）和基液（BF）混合比对混合纳米流体导热系数的影响,灵敏度分析结果表明NP混合比是影响纳米流体导热系数变化的重要因素;从热性能-经济性角度综合分析,层流流动中Al2O3-Cu O/EG-W混合纳米流体为最有效流体,而Al2O3-EG/W一元纳米流体是湍流流动工质的最佳选择;分析了纳米流体强化传热的本质-协同传热机制,指出混合纳米流体中颗粒通过合理排列形成致密的固液界面和合理的传热网络使传热大幅度增强。3.混合纳米流体易在低浓度和低剪切速率下表现出牛顿力学行为,方差分析（ANOVA）表明,20-60 oC下,体积分数对粘度变化的贡献度最大,超过45%,而纳米颗粒尺度的贡献度为25%。颗粒尺度对粘度的影响受颗粒排列的协同机制影响,低体积分数范围下,添加小尺度颗粒时混合纳米流体粘度更低,而在高体积分数下添加粒径大的纳米颗粒可获得低粘度混合纳米流体。4.搭建混合纳米流体管内对流换热实验台,实验探究纳米流体流速及体积分数对流动传热的影响。结果表明,混合纳米流体能明显增强工质在管内流动换热的效果,其平均传热系数较水提高约15.75%。且在湍流区对Nu数增强效果比层流区域更明显。层流区传热系数增强最大为20.08%,而湍流区为33.71%。