اندازه گیری خواص حرارتی سوسپانسیون های نانوذرات اکسید آلومینیوم و اکسید مس در روغن موتور (نانوسیال)

thesis
abstract

نانوسیال یا سوسپانسیون ذرات نانو، نام یک ماده جدید مهندسی است که ادعا می شود هدایت حرارتی بالاتری نسبت به سیال پایه دارد و از معلق سازی ذرات نانو در سیال پایه به دست می آید. سیالات پایه هدایت حرارتی پائینی دارند و همواره محققان به دنبال راهی برای جبران این نقص بوده اند. از جمله سیالات پایه می توان به آب، اتیلن گلیکول یا ضد یخ و انواع روغن ها اشاره کرد که در ادوات صنعتی به وفور از آنها به عنوان حامل های گرمایی استفاده می شود. طیف وسیعی از نانوذرات مانند نانوذرات فلزی، اکسید فلزی و نانوذرات غیرفلزی نظیر نانولوله های کربنی(cnt) برای ساخت نانوسیالات مورد استفاده قرار گرفته اند و در مقالات متعددی هدایت حرارتی نانوسیالات به نسبت سیال اصلی گزارش شده است و همگی بر افزایش هدایت حرارتی درآنها صحه گذارده اند، ولی اعداد ارائه شده با یکدیگر تفاوت دارند. در تحقیق حاضر هدایت حرارتی و ظرفیت حرارتی سوسپانسیون های نانوذرات اکسیدآلومینیوم و اکسید مس در روغن موتور در دماهای مختلف از 20 تا 80 درجه سانتی گراد و غلظتهای گوناگون نانوذرات تا 2 درصد حجمی اندازه گیری و گزارش شده است و اثر دو پارامتر دما و غلظت نانوذره بررسی گردیده است. این کار در قیاس با کارهای متعدد دیگر دارای دو جنبه بدیع است، یکی سیال پایه مورد استفاده که روغن موتور بوده و دیگری اندازه گیری ظرفیت حرارتی نانوسیالات ساخته شده می‍باشد. مقالاتی در ارتباط با اندازه گیری هدایت حرارتی سوسپانسیون ذرات نانولوله کربنی در روغن موتور ارائه شده اما استفاده از نانوذرات اکسید فلزی گزارش نشده است. ظرفیت حرارتی نیز از دیگر خواص حرارتی مهم می باشد که تاکنون اقدامی برای اندازه گیری آن نشده است. برای اندازه گیری هدایت حرارتی از روش سیم داغ گذرا استفاده شد. در این روش بر مبنای توزیع شعاعی حرارت در یک محیط بی نهایت با استفاده از یک سیم بلند و اندازه گیری دما در بازه های مختلف زمانی در سیم یا به عبارتی مرکز، طی یک فرایند گذرا هدایت حرارتی تعیین می شود. دستگاه اندازه گیری مورد استفاده kd2 نام دارد و متعلق به شرکت decagon device می باشد. افزودن 2 درصد حجمی نانوذره اکسید آلومینیوم به روغن موتور هدایت حرارتی آن را حدود 5 در صد افزایش داد. افزودن 2 درصد حجمی نانوذره اکسید مس به روغن موتور موجب بهبود 8 الی 9 درصدی هدایت حرارتی در آن شد. افزایش هدایت حرارتی به نسبت درصد حجمی نانوذرات مورد استفاده یک روند خطی را به نمایش می‍گذارد. هدایت حرارتی نانوسیالات با افزایش دما کاهش پیدا میکند و این رفتار آنها مشابه با خود روغن میباشد. همچنین با افزایش دما ارتقاء کمتری در هدایت حرارتی مشاهده شد. خطای اندازه گیری ها کمتر از 1 درصد است که توسط روش های مختلف تعیین و گزارش شده است. برای اندازه گیری ظرفیت حرارتی از یک کالری متر ادیاباتیک استفاده شد. این کالری متر بر مبنای دقت مورد نیاز طراحی و ساخته شد. اساس اندازه گیری با این روش، حرارت دهی به نمونه و تعیین اختلاف دمای ایجاد شده در آن در یک محیط آدیاباتیک است. افزودن 2 درصد حجمی نانوذره اکسید آلومینیوم و 17/1 درصد حجمی نانوذره اکسید مس ظرفیت حرارتی نانوسیال را به نسبت روغن موتور به ترتیب 2/5 و 4/5 درصد کاهش داد. ظرفیت حرارتی نانوسیالات با افزایش دما بیشتر شد که رفتاری مشابه روغن خالص دارد. نکته ای که در این اندازه گیری ها قابل توجه می باشد، کاهش زیاد ظرفیت حرارتی درصدهای حجمی کم و رسیدن آن به یک روند آرام تر و نسبتا خطی در درصدهای حجمی بالاتر می باشد. یکی از دلایل این روند می تواند تجمع و توده ای شدن نانوذرات در درصدهای حجمی بالا و کمتر شدن اثرات مولکولی آنها باشد. خطای اندازه گیری ها با روش های مختلف تعیین و کمتر از 1 درصد گزارش شد.

First 15 pages

Signup for downloading 15 first pages

Already have an account?login

similar resources

تاثیر حضور نانوذرات اکسید تیتانیوم بر افزایش هدایت حرارتی و رفتار رئولوژی نانوسیال تشکیل شده بر پایه روغن موتور خودرو

در این پژوهش که به منظور اندازه‌گیری هدایت حرارتی و ویسکوزیته نانوسیالات انجام شده است، روش سیم داغ گذرا جهت اندازه‌گیری هدایت حرارتی نانوسیالات استفاده شد. روابط همیلتون و کراسر (Hamilton-Crosser) و انیشتین (Einstein) برای تخمین و پیش­بینی هدایت حرارتی و ویسکوزیته مورد استفاده قرار گرفت. در مقایسه بین نتایج تئوری و آزمایشگاهی تفاوت‌هایی دیده می‌شود که این اختلاف به دلیل عدم دقت روابط تئوری می‌...

full text

بررسی تشکیل نانوذرات آلومینا در زمینه مس به‌روش آلیاژسازی مکانیکی مس-1% آلومینیوم و اکسید مس

Strengthening of copper matrix by dispersion of metallic oxides particles as an efficient way to increase strength without losing thermal and electrical conductivities has been recognized for many years. Such a composite can withstand high temperatures and keep its properties. Such copper alloys have many applications especially in high temperature including resistance welding electrodes, elect...

full text

بررسی عددی عملکرد حرارتی لوله جاذب کلکتور خورشیدی سهموی خطی با استفاده از نانوسیال اکسید مس- روغن حرارتی

 انتقال حرارت نقش مهمی را در صنعت و نیروگاه‌ها ایفا می‌کند؛ لذا در پژوهش حاضر با جایگزینی نانو سیال با سیال پایه روغن، انتقال حرارت در کلکتور خورشیدی سهموی خطی شبیه سازی عددی خواهد شد. از این رو، اثر غلظت ذرات اکسیدمس در روغن سیلیکون بر نرخ انتقال حرارت از لوله جاذب بررسی می شود. غلظت‏های گوناگون نانوذرات (1% ، 3%و 5% در حجم) در دمای عملکردی 500 درجه کلوین استفاده گردید. شار حرارتی در جهت محیط...

full text

تحلیل نحوه پخش نانوذرات در جریان جابه‌جایی مختلط آشفته نانوسیال آب و اکسید مس

In the present paper, turbulent convection of CuO-Water Nanofluid in a vertical channel is investigated numerically. In order to simulate the flow, the fluid is considered as a continuous phase while the discrete nanoparticles are dispersed through it. The dispersion of CuO nanoparticles in different flow conditions are studied in order to find the effective mechanisms of particles dispersion i...

full text

بررسی ویژگی‌های نانوسیالات و چالش‌های استـفاده از آنها برای بهبود انتقال حرارت

نانوسیالات خواص ترموفیزیکی سیال پایه را به‌شدت تغییر می‌دهند. پژوهش‌ها نشان می‌دهند که انتقال حرارت نانوسیالات نسبت به سیالات پایة رایج افزایش بسیار خوبی دارند. این رفتار به عواملی چون شکل نانوذرات، توزیع اندازه و کسر حجمی آنها، دما، ضریب هدایت حرارتی نانوذرات و سیال پایه بستگی دارد. این مقاله با تأکید بر افزایش انتقال حرارت نانوسیالات، مرور جدیدی بر فرمول‌بندی، پایداری، سازوکارهای ممکن برای اف...

full text

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023