تاثیر مواد سطحی مختلف و زمان تابش فراصوت بر ویژگی های ترموفیزیکی نانو سیالات هیبریدی
چکیده
نانوسیالات گرافینی توجه بیشتری را در میان محققان به خود جلب کرده اند زیرا دارای رسانایی گرمای بسیار زیاد هستند. در تحقیق کنونی نانوسیالات هیبربدی پایدار از طریق پراکنش نانو صفحات گرافین(GnPs) و دی اکسید تیتانیوم (O۲i T)در ترکیبی از آب مقطر و اتیلن و گلیکون با استفاده از یک روش دو مرحله ای تولید شده اند. برای حذف مقایسه، GnPs در داخل مایع پایه یکسان پراکنده می شود و به عنوان نانو سیال نامگذاری می شود. تاثیر مواد سطحی مختلف و زمان تابش فراصوت برپایداری نانو سیالات با استفاده از روش رسوب گیری تحلیل پتانسیل و آزمون سقف تعیین می شوند. مشاهده شده است که اضافه کردن هگزا دسیبل قوی متیلامونیوم (CTAB) دارای پایداری بیشتری در تمام تحلیل ها می باشد و حداقل رسوب گیری تا ۴۰ روز اتفاق می افتد. ویژگیهای ترموفیزیکی نان و سیالات دارای (CTAB) از ۲۰درجه تا ۷۰ درجه برای غلظتهای 172%-75%-5%-25%نانو ذرات اندازه گیری شده اند. حداکثر رسانای گرمایی برای مایع پایه در صورت وجود غلظت 747/ 23برای% wt ۱ CooH- GnP % در دمای 60 درجه سانتی گراد مشاهده شده است نانو سیالات هیبریدی دارای رسانای گرمایی بیشتر در مقایسه با ناتو سیالات مقدار ۳۰ تا ۵۰ درجه سانتی گراد هستند. نانوسیالات موجود هیبریدی رفتار نیوتنی نشان می دهد که در آن فشار کششی به صورت خطی همراه با افزایش سرعت واکنش افزایش می یابد. نانوسیالات موجود با غلظت wt ۱ % از دارای بیشترین ویسکوزیته در 40 درجه سانتی گراد است و این مقدار %54/ 42 و%58/ 4بیشتر از مایع پایه و % wt ۱ % نانو سیالات هیبریدی است. ویژگی های ارتقا یافته نانوسیالات هیبریدی می تواند به عنوان ابزار جایگزین انتقال گرما در نظر گرفته شود.
1- مقدمه
نانو فناوری زندگی انسانها را در سرتاسر جهان تحت تاثیر قرار داده است و این درحالیست که افراد از آن بی خبر هستند. امروزه پردازشگرهای الکترونیکی مجهز به مبدلهای 10 نانومتری هستند. این ابزار باعث مصرف کمتر انرژی و عملکرد بالاتر می شود. در چند دهه گذشته محققان به بررسی عملکرد این فناوری هدایت کننده در کاربردهای مختلف مثل بیوپزشکی-مبدل گرما- مونوکاتالیدها و سایر موارد پرداخته اند. به هرحال، یکی از بزرگترین تقاضاهای موجود در این صنعت نیاز به مکانیزیم عدم پذیرش گرما برای افزایش کارایی نهایی سیستم فعال می باشد. در مجموع ، دوروش برای ارتقای کارایی سرمایش وجود دارد که عبارتند از سرمایش غیرفعال و سرمایش فعال . روش اول بنام اصلاح طراحی جهت کنترل رفتار جریان مایع در ارتباط است. در سال 1995 چوی و استمر(1)یک سیال جدید انتقال گرما یا نام نانوسیالات معرفی کردند. این مایع دارای ذرات جامد نانو معیارو مایع پایه است. این ذرات بسیار ریز دارای رسانای گرمایی بالامی باشند . نسبت بالای حجم در جهت بالای سطح به حجم می تواند باعث افزایش تعادل و واکنش بین ذرات جامد و مایع شود. در ابتدا بسیاری از محققان به افزایش قابل توجه ویژگی های حرارتی در صورت اضافه شدن نانوذرات به مایع پایه اشاره کردند که شامل فلزات-اکسید فلزات و غیرفلزات در محلول های ارگانیک و غیرارگانیک می باشد. باتوجه به بررسی های دقیق نانوسیالات دارای رفتارمناسب تر نانوسیالات هیبریدی ابتدا توسط جانا و همکارانش در سال 2007 معرفی شدند. نانوسیالات هیبریدی دارای ویژگی های ترکیبی از نانوذرات مختلف هستند و این ویژگی در اثر تاثیر ترکیبی اتفاق می افتد و بنابراین، افزایش بیشتری در مقایسه با نانوسیالات موجود در تحقیقات قبلی دارد (3-6)
Abstract
Graphene based nanofluids are getting more attention among researchers due to their exceptional thermal conductivity. In the present study, stable hybrid nanofluids were produced by dispersing graphene nanoplatelets (GnPs) and titanium dioxide (TiO2) in a mixture of distilled water and ethylene glycol (DW/EG) using a two-step method. For comparison purpose, GnPs were dispersed into the same base fluid and labelled as mono nanofluid. The impact of different surfactants and sonication time on nanofluids' stability was determined by sedimentation method, zeta potential analysis, and absorbency test. It was observed that the addition of hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB) showed the highest degree of stability in all analyses, with minimal sedimentation up to 40 days. Thermophysical properties of nanofluids with CTAB were measured from 30 °C to 70 °C at 0.1, 0.075, 0.05, and 0.025 wt% concentrations of nanoparticles. The maximum thermal conductivity enhancement of base fluid was found to be 23.74% when 0.1 wt% of COOH-GnP was added at 60 °C. Hybrid nanofluid showed higher thermal conductivity than mono nanofluid at all concentration and temperature ranged from 30 to 50 °C. Both mono and hybrid nanofluids showed Newtonian behaviour in which shear stress increased linearly with increasing shear rate. Mono nanofluid with 0.1 wt% concentration showed the highest viscosity at 40 °C, which was 32.54% and 4.85% higher than base fluid and 0.1 wt% hybrid nanofluid, respectively. The enhanced properties of this hybrid nanofluid could be used as an alternate heat transfer medium in an automobile cooling system.
1. Introduction
Nanotechnology is infiltrating human lives worldwide yet the public may not be aware of it. Electronic gadget processors nowadays are equipped with 10 nm of transistors, which promote less power consumption and higher performance. In the past few decades, researchers have examined the performance of this leading technology in diverse applications: biomedical, heat exchangers, photocatalysts, photovoltaic and others. However, one of the largest demands in the industry is the need of a highly efficient heat rejection mechanism to increase the overall efficiency of a working system. Generally, there are two methods to improve cooling efficiency: passive cooling and active cooling. The former technique is about modifying the design to control fluid flow behaviour, whereas the latter method involves the use of an external device or fluid to remove excess heat. In 1995, Choi and Eastman [1] innovated a novel heat transfer fluid called nanofluid. It is a suspension consisting of nanoscale solid particles and conventional base fluid. These tiny particles are composed of high thermal conductivity and their large surface-to-volume ratio can even enhance the heat exchange interaction between solid and fluid particles. At the beginning, many researchers reported on the significant improvement of thermal properties when nanoparticles were added into base fluid, which included metals, metal oxides, and non-metals in both organic and inorganic solvents. Due to the incessant pursue of nanofluid with more desirable behaviour, hybrid nanofluid was first examined by Jana et al. [2] in 2007. Hybrid nanofluid was said to exhibit combined properties of different nanoparticles due to the synergistic effect and hence, showed more enhancement than mono nanofluid in past studies [3–6] in most cases.
چکیده
1- مقدمه
2-روش تحقیق
2-1 آماده سازی نانوسیالات
2-2 تصویربرداری میکروسکوپی انتقال الکترون
2-3 ارزیابی پایداری نانوسیالات
2-4 اندازه گیری ویژگی های ترموفیزیکی
3- نتایج و بحث
3-1 توصیف
3-2 تحلیل طیف سنجی UV-vis
3-3 ویژگیهای ترمو فیزیکی
4- نتیجه گیری
ABSTRACT
1. Introduction
2. Methodology
2.1. Preparation of nanofluid
2.2. Transmission electron microscope imaging
2.3. Evaluation of nanofluid stability
2.4. Measurement of thermophysical properties
3. Results and discussion
3.1. Characterisation
3.2. UV–vis spectroscopy analysis
3.3. Thermophysical properties
4. Conclusion
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه