شتاب گرانشی زمین ………………………………………………………………………………………………..
عدد پرنتل……………………………………………………………………………………………………………………….. Pr
عدد پوازی……………………………………………………………………………………………………………………….Po
مقاومت حرارتی (سطح مشترک بین نانو ذره و سیال) ……………………………………………………………..
عدد رینولدز……………………………………………………………………………………………………………………..Re
دما……………………………………………………………………………………………………………………………….T(K)
شار حرارتی………………………………………………………………………………………………………….
حجم……………………………………………………………………………………………………………………………….. V
لزجت دینامیکی…………………………………………………………………………………………………..
نسبت حجمی ذرات نانو به سیال……………………………………………………………………………………………
چگالی……………………………………………………………………………………………………………….
زیر نویس ها
سیال…………………………………………………………………………………………………………………………………..f
جامد………………………………………………………………………………………………………………………………… s
متوسط………………………………………………………………………………………………………………………….. avg
نانو سیال……………………………………………………………………………………………………………………………nf
نانو ذرات……………………………………………………………………………………………………………………………p
دیواره……………………………………………………………………………………………………………………………… w
مؤثر……………………………………………………………………………………………………………………………….. eff
خوشه نانو ذرات…………………………………………………………………………………………………………………el
لایه نانو سیال……………………………………………………………………………………………………………………..la
تولید………………………………………………………………………………………………………………………………gen
تولید در اثر حرارت……………………………………………………………………………………………………….gen.t
سیال پایه…………………………………………………………………………………………………………………………..Bf
مایع…………………………………………………………………………………………………………………………………. L
ذره………………………………………………………………………………………………………………………………….. P
مخلوط………………………………………………………………………………………………………………………………S
اختصارات
CNT…………………………………………………………………………………………………….Carbon Nanotube
CTAB………………………………………………………………………..Cetyl Trimethylammonium Bromid
DEG…………………………………………………………………………………………………..Diethylene Glycol
DI………………………………………………………………………………………………………..Deionized Water
DTAB………………………………………………………………….Dodecyl Trimethylammonium Bromide
DW………………………………………………………………………………………………………. .Distilled Water
EG ……………………………………………………………………………………………………….. Ethylene Glyco
HC…………………………………………………………………………………………………….. Hamilton-Crosser
HCTAB………………………………………………………………. Hexadecyltrimethylammoniumbromide
MCNT………………………………………………………………………………… Multiwall Carbon Nanotube
PVP……………………………………………………………………………………………… Polyvinylpyrrolidone
SDBS………………………………………………………………………..Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate
SDS…………………………………………………………………………………………….Sodium Dodecylsulfate
SEM…………………………………………………………………………………Scanning Electron Microscopy
SSA ………………………………………………………………………………………………Specific Surface Area
TC ……………………………………………………………………………………………….Thermal Conductivity
TEM…………………………………………………………………………..Transmission Electron Microscopy
THW…………………………………………………………………………………………………Transient Hot Wire
TPS……………………………………………………………………………………………..Transient Plane Source
vol………………………………………………………………………………………………..Volume concentration
Weight percentage………………………………………………………………………………………………………wt
چکیده
در سال های اخیر، مطالعات بر روی رفتار رئولوژیکی و انتقال حرارتی نانو سیالات به شدت رشد کرده و نتایج حاصل، پیشرفت های چشمگیری در این زمینه را حکایت می کند. در این پژوهش به بررسی آزمایشگاهی تأثیر پارامترهای کسر حجمی و دما بر ضریب هدایت گرمایی، لزجت دینامیکی نانو سیال جدید و پرکاربرد اکسید آهن – آب دیونیزه پرداخته می شود.
بیشتر سیال ها ضریب هدایت گرمایی پایینی نسبت به جامدات دارند؛ لذا افزودن ذرات جامد، ضریب هدایت گرمایی را بالا می برد. از طرفی با افزودن این ذرات لزجت دینامیکی نانو سیال نیز افزایش می یابد که به دنبال آن توان بالای پمپ و مصرف انرژی را به دنبال داریم. نانو ذرات به دلیل داشتن نسبت سطح به حجم بالا (SSA) دارای خصوصیات متفاوتی نسبت به حالت معمولی خود هستند و ضریب هدایت گرمایی متفاوتی دارند. در این پژوهش نانو ذرات کروی اکسید آهن در شکل کروی و با قطر ۳۰-۲۰ نانومتر که به روش دو مرحله ای و با بهره گرفتن از ماده فعال کننده سطحی PVP در آب دیونیزه به حالت تعلیق درآمده اند. همچنین از لرزاننده ای مافوق صوت جهت شکستن خوشه ها و جلوگیری از تجمع ذرات برای تعلیق بهتر استفاده شده است. نانوسیال با غلظت های حجمی ۱/۰، ۲/۰، ۴/۰، ۱، ۲، ۳ درصد حجمی برای بررسی تأثیر کسر حجمی بر ضریب هدایت گرمایی و لزجت دینامیکی آماده شد. همچنین برای بررسی اثر دما، دما را به محدوده های ۲۰، ۲۵، ۳۵، ۴۵، ۵۵ درجه سانتی گراد محدودکردیم. برای اندازه گیری ضریب هدایت گرمایی که از روش سیم داغ گذرا با بهره گرفتن از دستگاه KD2-Pro و پراب KS1 عمل کردیم. برای اندازه گیری لزجت دینامیکی از لزجت سنج دورانی مدل بروکفیلد استفاده گردید.
با افزایش دما و کاهش کسر حجمی، لزجت دینامیکی نانو سیال کاهش پیدا می کند و همچنین با افزایش دما و افزایش کسر حجمی ضریب هدایت گرمایی نانو سیال در مقایسه با سیال پایه افزایش چشمگیری دارد. در کسرهای حجمی پایین افزایش هدایت گرمایی چشمگیرتر است. افزایش دما پیوندهای بین مولکولی را سست تر کرده و سیال قابلیت حرارتی بیشتری پیدا می کند؛ضمن آنکه لزجت نیز کاهش دارد. در پایان نتایج به دست آمده را با مدل های تحلیلی ارائه شده مقایسه و مشخص می کنیم که این مدل ها در توصیف رفتار این نانو سیال ناتوان بوده و تقریب کافی را دارا نیستند.