افزایش بهره وری سیستم های حرارتی با استفاده از فناوری نانو
سایت امن: تهران- ایرنا- پژوهشگران دانشگاه های سمنان و امام حسین(ع) در طرحی مشترك نانوسیالی را پیشنهاد دادند كه می تواند عملكرد رادیاتورها و سایر سیستم های حرارتی را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد.
به گزارش روز شنبه گروه علمی ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، سیالات متداولی مانند آب، اتیلن گلیكول و انواع روغن ها، در سال های متمادی بعنوان سیال عامل در صنعت و طراحی های مهندسی مورد استفاده قرار گرفته اند. یكی از مشكلات متداول این سیال ها در كاربردهای عمومی، خواص ثابت و بسیار محدود حرارتی آنها است.
این سیالات قابلیت انتقال حرارت محدود و مشخصی دارند و به همین سبب حجم مشخص و زیادی از آنها باید درون سیستم های سرمایش و گرمایش به حركت درآید كه منجر به صرف هزینه های بالایی می گردد.
به گفته دكتر محمد همت اسفه، در صورتی كه آب، اتیلن گلیكول یا انواع روغن ها دارای ضریب هدایت حرارتی بالاتر و قوه انتقال حرارت بیشتر یا با قابلیت مهندسی بودند، سیستم های مختلف ازجمله رادیاتورها حجم كوچكتری داشتند و در هزینه های ساخت، نگهداری و تعمیرات صرفه جویی به عمل می آمد.
وی اضافه كرد: یكی از روش های جدیدی كه امروزه برای افزایش رسانش حرارتی این قبیل سیالات و در نتیجه آن افزایش نرخ انتقال حرارت مورد استفاده قرار می گیرد، افزودن نانوذرات به سیال است. این امر منجر به افزایش خواص حرارتی و تغییر خواص رئولوژیكی سیال و همینطور قابلیت مهندسی كردن سیال می گردد.
به همین منظور در تحقیق حاضر یك سیال اتیلن پایه با تركیب نانولوله كربنی تك جداره و اكسید منیزیم تولید شده است. استفاده از نانولوله كربنی به منظور افزایش ضریب هدایت حرارتی سیال و استفاده از نانوذرات اكسیدی به علت كاهش قیمت سیال تولید شده صورت گرفت.
از سوی دیگر رفتار حرارتی این سیال، فرموله شده و آنالیز حساسیت آن نسبت به پارامترهای مختلف و شرایط دمایی گوناگون عرضه شده است. همینطور از یك آنالیز اقتصادی خاص به منظور مفهوم بخشی تجاری به این سیال هم استفاده شده است و یك رابطه در این زمینه عرضه شده است.
همت اسفه در بیان خصوصیت های این نانوسیال عنوان كرد: نتایج نشان داده است كه سیال تولید شده دارای قابلیت انتقال حرارت بسیار بالاتری نسبت به سیال اولیه است. این میزان افزایش تنها با درصد بسیار محدود كسر حجمی نانوذرات بوجود آمده است. همینطور آنالیزهای توأمان اقتصادی و عملكردی عرضه شده و روابط پیشنهادی نشان داده است كه این نانوسیال نسبت به قیمت نهایی خود، قابلیت های عملكردی قابل قبولی داشته و می تواند بعنوان یك سیال مهندسی شده مورد استفاده قرار گیرد.
به گفته این محقق، از این نانوسیال می توان در همه كاربردهای انتقال حرارت در مهندسی كه پیش از این با استفاده از اتیلن گلیكول انجام می شد، ازجمله در رادیاتورها و سیستم های سرمایش/ گرمایش بعنوان سیال عامل بهره برد.
همت اسفه معتقد است این نوع سیالات قابلیت تجاری سازی و عرضه عمومی در بازار را دارا هستند. بخصوص اینكه پایداری نانوسیال پیشنهادی در مدت زمان طولانی و عدم ته نشینی آن یكی از مزیت های اصلی است كه در تحقیق حاضر با روش مكانیكی به خوبی انجام شده و این نانوسیال با پایداری بسیار بالا در مدت زمان طولانی به دست آمده است.
در این تحقیق با استفاده از دستگاه KD2-Pro، داده های مربوط به ضریب هدایت حرارتی اندازه گیری شده و جنس و ابعاد نانوذرات در آزمایش های XRD مشخص شده است.
این تحقیق حاصل تلاش های دكتر محمد همت اسفه، مهندس موسی رجوانی و مهندس علی علیرضایی كارشناس ارشد مهندسی مكانیك است و نتایج آن در نشریه Applied Thermal Engineering به چاپ رسیده است.
علمی**1023**1834
تنظیم: ابوالقاسم تیموری** انتشار: ناهید شفیعی
اگر پسندیدید لاک کنید:
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان سایت امن در مورد این مطلب