آخرین ارسالی های انجمن

عنوان پاسخ بازدید توسط
جزوه CAD/CAM 0 4 rasulsayar
جزوه ریخته گری فلزات 0 6 rasulsayar
جزوه تست های غیر مخرب در جوشکاری 0 7 rasulsayar
دانلود رایگان قالب سایت مستر مووی برای رزبلاگ 0 6 rasulsayar
جزوه درس مقاومت مصالح۲ دکتر جوهرزاده 0 224 rasulsayar
قالب ریسپانسیو سایت دوستی ها برای وبلاگ 0 240 rasulsayar
آموزش نرم افزار سالید ورک 1 268 dgmmzit
جزوه درس دینامیک دانشگاه علم و صنعت 0 260 rasulsayar
جزوه معادلات دکتر عباس طاهرپور 0 269 rasulsayar

پارامترهای انتقال حرارت در نانوسیالات

پارامترهای انتقال حرارت در نانوسیالات

پارامترهای انتقال حرارت در نانوسیالات

افزایش انتقال حرارت در نانوسیالات به پارامترهای زیادی بستگی دارد که در این بخش هرکـدام از آن­ها بطور مختصر توضیح داده خواهد شد .

 

۱- انباشتگی ذرات

نانوذرات در اثر نیروهای بین ملکولی مانند نیروی واندروالس تمایل به انباشتگی دارند . کارتیکین و همکاران آزمایش­های تجربی روی مخلوط اکسید مس-آب انجام دادند و نشان دادند که اندازه و خوشه شدن نانوذرات اثر مهمی روی رسانش حرارتی نانوسیال دارند. همچنین آن­ها نشان دادند که انباشتگی نانوذرات به زمان بستگی دارد و با گذشت زمان انباشتگی آن­ها افزایش می­یابد در نتیجه رسانش حرارتی در نانوسیال کاهش می­یابد. شکل (۱-۱) نشان می­دهد که رسانش حرارتی در نانوسیال با افزایش زمان شدیدا کاهش می­یابد و همچنین در شکل (۱-۲) انباشتگی نانوسیال با گذشت زمان به صورت میکروسکوپی نشان داده شده است. آن­ها نشان دادند که در این فاصله زمانی هیچگونه ته­نشینی در نانوسیال اتفاق نیفتاده است.

گروهی دیگر از دانشمندان نشان دادند که با افزایش مقدار نانوذرات جامد میزان انباشتگی به دلیل بزرگ شدن توده­های نانوذرات و در نتیجه افزایش نیروهای واندروالس، افزایش می­یابد. وانگ و همکاران  ویسکوزیته­ی مخلوط آلومینیوم – آب را اندازه گیری کرده و نشان داده اند که با افزایش انباشتگی نانوذرات ویسکوزیته نانوسیال نیز افزایش می­یابد.


شکل ۱-۱ نمودار تغییرات ضریب رسانش حرارتی نسبت به زمان برای مخلوط آب اکسید مس


شکل ۱-۲ افزایش انباشتگی نانوذرات باافزایش زمان برای مخلوط آب اکسیدمس (۰٫۱=f) الف) ۲۰ دقیقه ب) ۶۰ دقیقه ج) ۷۰ دقیقه [۶]

۲- نسبت حجمی ذرات نانو

ضریب رسانش حرارتی نانوسیال با افزایش نسبت حجمی نانوذرات افزایش می­یابد شکل (۱-۳). اما افزایش زیاد ذرات نانو به سیال باعث ته­نشینی ذرات نانو می­شود. به همین دلیل هر چه نسبت ذرات نانو به سیال کمتر باشد، نانوسیال مطلوب­تر خواهد بود .


شکل ۱-۳- نمودار تغییرات ضریب رسانش حرارتی نسبت به نسبت حجمی ذرات نانو

۳- حرکت براونی

حرکت براونی (حرکت تصادفی ذرات نانو در سیال) نیز یکی دیگر از عوامل موثر بر افزایش ضریب رسانش حرارتی موثر در نانوسیال است. هر چه اندازه­ی نانوذرات کوچکتر باشد حرکت براونی آن­ها افزایش می­یابد و در نتیجه ضریب رسانش حرارتی نیز افزایش می­یابد و همین­طور با افزایش اندازه نانوذرات حرکت براونی کاهش می­یابد .

۴- ترمو­فورسیس

مولکول­هایی که در محیط گرم­تر قرار دارند بدلیل بالا بودن انرژی مومنتم بالاتر، با مولکول­های مجاور برخورد میکنند. این امر موجب حرکت مولکول­ها از محیط گرم­تر به محیط سردتر و در نتیجه افزایش انتقال حرارت می­شود. به این پدیده ترموفورسیس می­گویند.

۵- اندازه نانو ذرات

تحقیقات نشان داده­اند که با کاهش اندازه نانوذرات ضریب رسانش حرارتی موثر نانوسیال افزایش می­یابد . این افزایش ضریب رسانش حرارتی به دلیل افزایش حرکت براونی نانوذرات و همچنین کاهش رسوب آن­ها می­باشد .

۶- شکل نانوذرات

تحقیقات نشان داده­اند که هر چه شکل نانوذرات چند وجهی­تر باشد، ضریب رسانش حرارتی آن بیشتر است . دلیل این امر افزایش نسبت سطح به حجم نانوذرات می­باشد. هر چه این نسبت بزرگتر باشد ضریب رسانش حرارتی موثر بیشتر می­باشد. شکل (۱-۴) نشان می­دهد که ضریب رسانش حرارتی موثر مخلوط آب-اکسید آلومنیم با افزایش وجه­های نانوذرات از کروی به شش وجهی، افزایش می­یابد.


شکل ۱-۴- نمودار تغییرات ضریب رسانش حرارتی موثر نسبت به نسبت حجمی و اشکال متفاوت نانوذرات برای مخلوط آب – اکسید آلومنیم

۷– ضخامت لایه سیال بین ذرات نانو

لایه سیال پیرامون ذرات نانو در نانوسیال نیز به افزایش انتقال حرارت کمک می­کند. هر چند ضخامت و رسانش حرارتی این لایه ملکولی سیال هنوز مشخص نیست اما شکل لایه­های ملکولی سیال محصور بین نانوذرات جامد توسط یو و همکاران مشخص شده است. رن، و همکاران یک مدل تئوری برای مطالعه تغییرات رسانش حرارتی موثر نسبت به ملکول­های سیال پیرامون ذرات نانو ارائه کردند. آن­ها نشان دادند که با افزایش ضخامت لایه سیال ضریب رسانش حرارتی نیز افزایش می­یابد (شکل ۱-۵-الف). کبلینسکی و همکاران  نیز روی اثر لایه سیال پیرامون نانوذرات بر ضریب رسانش حرارتی موثر نانوسیال تحقیقاتی انجام دادند.

آن­ها نیز نشان دادند که با افزایش لایه سیال پیرامون نانوذرات ضریب رسانش حرارتی موثر افزایش می­یابد (شکل ۱-۵-ب). در این اشکال، d بیان کننده ضخامت لایه سیال و rp بیان کننده شعاع نانوذرات است. شکل نشان می­دهند که با افزایش لایه سیال اطراف نانوذرات و یا کاهش شعاع ذرات نانو ضریب رسانش حرارتی افزایش می­یابد.

الف)

 


شکل ۱-۵- نمودار تغییرات ضریب رسانش حرارتی موثر نسبت به ضخامت لایه سیال پیرامون نانوذرات

ب)


شکل ۱-۵- نمودار تغییرات ضریب رسانش حرارتی موثر نسبت به ضخامت لایه سیال پیرامون نانوذرات

۸- دما

ضریب رسانش حرارتی موثر و حرکت براونی نانوسیال با دما افزایش می­یابد. چون و همکاران با انجام آزمایش تجربی روی مخلوط آلومینیوم–آب چگونگی تغییرات ضریب رسانش حرارتی با دما را نشان دادند. شکل (۱-۶) نشان می­دهد که با افزایش دمای نانوسیال ضریب رسانش حرارتی نانوسیال نسبت به سیال پایه افزایش می­یابد.


شکل ۱-۶- نمودار تغییرات ضریب رسانش حرارتی موثر نسبت به دما برای مخلوط آلومینیوم–آب

۹- کاهش در ضخامت لایه مرزی گرمایی

تعداد کمی از محققان نشان دادند که کاهش در ضخامت لایه مرزی گرمایی یکی از مکانیزم­های افزایش ضریب رسانش حرارتی در نانوسیال می­باشد.

موضوع افزایش انتقال حرارت در نانوسیال بسیار جدید بوده و تعیین مکانیزم­های افزایش انتقال حرارت در آن هنوز نیازمند مطالعه بیشتر می­باشد. همچنین اکثر تحقیقات انجام شده تاکنون روی ضریب رسانش حرارتی موثر نانوسیال است و هنوز تحقیقات زیادی روی مکانیزم­های موثر افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی انجام نشده است و تحقیقات بیشتری برای یافتن مکانیزم­های افزایش انتقال حرارت مورد نیاز است.

سفارش انجام پروژه های مهندسی مکانیک

ads اگر در انجام پروژه های خود دچار مشکل شده اید و یا وقت انجام پروژه های خود را ندارید، این مشکل را به ما بسپارید.

روند ثبت سفارش به این گونه میباشد که شما در ابتدا فرم سفارش پروژه خود را پر کرده و برای ما ارسال میکنید. در مرحله بعد کارشناسان ما پروژه شمارا برسی و قیمت گزاری کرده و برای شما ارسال میکنند. در صورت تمایل پیش پرداخت پروژه را واریز میکنید و پروژه شما استارت میخورد. و در اخر با پرداخت کل مبلغ پروژه خود را دریافت مینماید.

برای مشاهده توضیحات بیشتر اینجا را کلیک کنید ...

کیفیت کار ما اعتبار ماست