مدل سازی خواص حرارتی نانوسیالات

سیالات پایه، مانند آب، ضرایب رسانایی ضعیفی داشته و این یکی از مشکلات سیالات به عنوان سیال عامل می باشد. نانوسیالات، مخلوطهای رقیق نانو ذرات در آب، بر اساس نتایج آزمایشات ضرایب رسانایی گرمایی بسیار بالاتری در مقایسه با سیالات معمولی دارند و می توانند جایگزین مناسبی برای کارکردهای گرمایی باشند. افزودن نانو ذرات از جهات بسیاری در خواص سیال پایه تغییراتی به وجود می آورد. این تفاوت ها با تیوری های موجود بعضا مطابقت نداشته و تدوین توری های لازم برای درک بهتر مکانیزم های حاکم در تعیین رفتار نانوسیالات، افق های بیشتری را در زمینه استفاده از آن ها فراروی قرار می دهد. در این پروژه با شروع از تیوری جنبشی، نقش حرکت براونی نانو ذرات و تشکیل خوشه های حاصل را در افزایش ضریب رسانایی مدل سازی تیوری خواهیم کرد. نانو ذرات در مقایسه با ذرات میکرو میلیمتری حرکت براونی بسیار سریعتری دارند. این حرکت براونی سبب حابجایی سیال مجاور به علت اثرات ویسکوز و تشدید اختلاط می شود. نشان خواهیم داد که چگونه این اختلاط میکرو سبب افزایش ضریب رسانایی خواهد شد. همچنین اثر نیروهای جاذب و دافع بر پایداری نانوسیال و خوشه ای شدن آنها بررسی می شود. نتایج نشان می دهند، هر چه نانوسیال در برابر خوشه ای شدن نانو ذرات پایدارتر باشد، ضریب رسانایی نیز بالاتر خواهد بود. همچنین نتایج نشان می دهند که در یک غلظت و دمای معین شعاع بهینه ای برای نانو ذرات وجود دارد. مدل حاضر ضمن اینکه وابستگی ضریب رسانایی نانو سیالات به عواملی مانند ph، دما، اندازه و غلظت نانو ذرات و همچنین عواملی مانند ثابت همیکر، بار سطحی، جنس نانو ذرات و سیال پایه را پیش بینی می کند، قادر است بسیاری از تناقضات مشاهده شده در آزمایش ها را هم توجیه نماید . این اولین مدلی است که توانایی پیش بینی موارد فوق را دارد. نتایج نشان داد که دستیابی به موارد فوق تنها در صورتی امکان پذیر است که تأثیر حرکت براونی به همراه خوشه ای شدن به صورت همزمان در نظر گرفته شود.