کاربرد نانوسیالات
اخیراً پژوهشهایی در مورد نانوسیالات فلزی حاوی نانوذراتِ مسِ با قطرِ کمتر از 10 نانومتر که در اتیلن گلیکول پخش شده بودند انجام شده است. این پژوهشها نشان میدهد که در جزء حجمی بسیار اندکی از نانوذرات، رسانایی گرمایی میتواند بیشتر از قابلیت رسانایی صرف خود سیال و یا نانوسیالات اکسیدی ( مانند اکسید مس و اکسید آلومنیوم با قطر متوسط ذرات 35 نانومتر) باشد. .
به علت اینکه
تاکنون هیچکدام از نظریههای معمول اثرات ناشی از قطر ذرات و یا هدایت آنها بر روی میزان هدایت نانوسیالات را پیشبینی نکردهاند،
این نتایج غیر منتظره است.
اخیراً نانوسیالاتی حاوی نانولوله كربنی ساخته شدهاند و نتایج
آزمایشهای انجام شده بر روی این نانوسیالات نشان داده است که وجود نانولولهها در
یک سیال، هدایت گرمایی آن را بهطور چشمگیری افزایش میدهد.
جالبتر آنکه افزایش
هدایت گرمایی مربوط به نانولوله یک گام از پیشبینی های انجام شده به وسیلة نظریههای
موجود فراتر است. از این گذشته نمودار هدایت گرمایی اندازهگیری شده بر حسب حجمهای
جزئی، بهصورت غیرخطی میباشد حال آنکه تئوریهای رایج به وضوح وجود یک نسبت خطی
را میان این دو پارامتر
نشان داده بودند.
از ویژگیهای کلیدی نانوسیالات که تاکنون کشف شدهاند میتوان هدایتهای گرمایی بسیار بالاتر از آنچه که سوسپانسیونهای مرسوم از خود نشان داده بودند، وجود نسبت غیر خطی میان هدایت گرمایی و غلظت نانولولههای کربنی در نانوسیالات و نیز وابستگی شدید هدایت گرمایی به دما و افزایش چشمگیر در شار حرارتی بحرانی را نام برد. هر کدام از این ویژگیها در جای خود برای سیستمهای حرارتی بسیار مطلوب میباشند و در کنار هم، نانوسیالات را بهترین کاندیدا برای تولید سردکنندههای مبتنی بر مایع مینمایند. این یافتهها همچنین وجود محدودیتهای اساسی در مدلهای انتقال گرمایی متداول برای سوسپانسیونهای جامد/ مایع را به وضوح نشان میدهد.
از جمله عوامل انتقال حرارت در نانوسیالات، عبارتند از: حرکت نانوذرات، سطح مولکولی لایهای مایع در سطح مشترک مایع با ذرات، انتقال حرارت پرتابهای در نانوذرات و تأثیر خوشهای شدن نانوذرات از جمله عوامل انتقال حرارت در نانوسیالات میباشند.
یک پروژة جدید با هدف کشف پارامترهای کلیدی، که در تئوریهای موجود و مفاهیم بنیادی مکانیزمهای افزایش انتقال حرارت نانوسیالات از قلم افتادهاند، و نیز کشف مبنای تئوری برای افزایش غیر عادی هدایت گرمایی نانوسیالات در جولای سال 2000 با حمایت وزارت انرژی آمریكا و مرکز انرژی علوم پایهبهتصویبرسید.
ساختار
نانوذرات در نانوسیالات در حال بررسی و آزمایش بوسیلة منبع فوتونی پیشرفتة
آزمایشگاه ملی آرگون میباشد. بر طبق نتایج گزارش شده از دانشگاه A&M تگزاس، این دانشگاه در حال مطالعه بر
روی ارتباط بین جنبش نانوذرات و افزایش انتقال حرارت در آنها میباشد. با استفاده
از نتایج جمعآوری شده، توسعة یک مدل جدید انتقال انرژی در نانوسیالات که وابسته
به اندازة نانوذره، ساختار و تأثیر پویایی بر روی خصوصیاتحرارتینانوسیالاتمیباشد،امکانپذیرشدهاست.
این نحوة ارتباط رشتههای
مختلف علمی و پروژههای مشترک منجر به کشف مرزهای جدیدی درتحقیقات ترموفیزیک برای
طراحی و مهندسی در زمینة تولید خنککنندهها خواهد گردید. تحقیق در مورد
نانوسیالات میتواند به یک پیشرفت غیر منتظره در زمینة سیستمهای ترکیبی
مایع/جامد، برای کاربردهای بیشمار مهندسی از جمله خنککنندههای اتومبیلها و
کامیونهای سنگین بیانجامد.
از عمدهترین تأثیرات این تحقیقات میتوان به بیشتر شدن کارایی انرژی ، کوچکتر و سبکتر شدن سیستمهای حرارتی، کمتر شدن هزینههای عملیاتی و پاکسازی محیط زیست اشاره نمود.
برای دریافت متن کامل در خبرنامه عضو شوید.