نانو سیالات راهی نوین بر افزایش انتقال حرارت

کاربرد شیمی در محیط زیست

مقاله 1، دوره 7، شماره 25، اردیبهشت 1395، صفحه 1-7   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

چکیده

بهینه­سازی انتقال حرارت در همه صنایع از اولویت ویژه­ای برخوردار است. پیش­تر افزایش انتقال حرارت جابه­جایی و هدایت حرارتی توسط مخلوط کردن ذرات با اندازه میکرون با سیال پایه ممکن شده بود؛ اما رسوب‌گذاری، فرسایش، گرفتگی و افت فشار زیاد ایجاد شده توسط این ذرات باعث شد تا تکنولوژی آن دور از استفاده عملی بماند. مقدار کمی از نانوذرات وقتی‌که به‌طور یکنواخت و به‌صورت پایدار در سیال پایه معلق می­شوند، خواص حرارتی سیال پایه را به‌طور چشم­گیری توسعه می­دهد. نانوذرات در مقایسه با ذرات با اندازه میکرون طوری مهندسی شده­اند که سطح ارتباطی بزرگ­تر، مومنتم ذره کم­تر، تحرک بیش­تر، پایداری سوسپانسیون بهتر و افزایش هدایت حرارتی مخلوط بیش­تری دارند. این ویژگی­ها باعث شده تا از نانوسیالات به‌عنوان خنک‌کننده‌ها، روان کننده­ها، سیالات هیدرولیکی استفاده شود. نانوذرات از مواد مختلفی مانند اکسید سرامیک­ها، نیترید سرامیک­ها، کاربید سرامیک­ها، فلزات و مواد ترکیبی مانند نانوذرات آلیاژ و... ساخته
می­شوند. نانوسیال ترکیبی از جامد- مایع است که در آن نانو ذرات فلزی یا غیرفلزی معلق هستند. ذرات بیش از حد ریز معلق باعث تغییر ویژگی­های جابجایی و انتقال حرارت نانوسیالات می­شوند که قابلیت بسیاری برای افزایش انتقال حرارت نشان می­دهند. ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺗﺤﻘﯿﻘﺎت ﻗﺒﻠﯽ اﻧﺠﺎم ﺷﺪه؛ ﻧﺎﻧﻮ ﺳﯿﺎﻻت ﺑﻪ ﺧﺎﻃﺮ اﻓﺰاﯾﺶ ﺧﻮاص ﺗﺮﻣﻮﻓﯿﺰﯾﮑﯽ ﻣﻮرد ﺗﻮﺟﻪ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ­اﻧﺪ. ﺧﻮاﺻﯽ از ﻗﺒﯿﻞ ﺿﺮﯾﺐ رﺳﺎﻧﺶ ﮔﺮﻣﺎﯾﯽ، ﭘﺨﺶ ﮔﺮﻣﺎ وﯾﺴﮑﻮزﯾﺘﻪ و ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﺿﺮﯾﺐ اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت ﺟﺎﺑﻪ­ﺟﺎﯾﯽ را در ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ ﺑﺎ ﺳﯿﺎﻻت ﭘﺎﯾﻪ ﻣﺎﻧﻨﺪ آب و روﻏﻦ اﻓﺰاﯾﺶ می­یابد. در این پژوهش، ﺗﺎﺛﯿﺮات ﭼﻨﺪﯾﻦ ﻋﺎﻣﻞ ﻣﻬﻢ از ﻗﺒﯿﻞ اﻧﺪازه ذرات، ﺷﮑﻞ ذرات، جنس ذرات، دﻣﺎی عملیاتی و تجمع ذرات در ﺿﺮﯾﺐ رﺳﺎﻧﺶ ﮔﺮﻣﺎﯾﯽ نانوسیال به‌صورت مروری مورد بررسی قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها

نانوسیال؛ انتقال حرارت؛ ضریب رسانش گرمایی؛ خواص حرارتی

مراجع