دانلود مقالات و پایان نامه ها درباره انتقال حرارت جابه جایی اجباری نانوسیال غیرنیوتنی تحت جریان مغشوش در میکرولوله۹۳- فایل ... |
در روش یک مرحله ای، ذرات موردنظر بهطور مستقیم در درون سیال تهیه و پراکنده میشود. بهعنوان مثال برای تهیه نانوذرات فلزی درون یک سیال، بخار فلز مستقیم به درون سیال پایه هدایت میشود تا به شکل نانو ذرات کندانس شود. این روش تهیه نانوسیال به روش پایین به بالا[۵۵] نیز معروف است. این روش، روش مناسبی برای تولید نانوسیالات فلزی است. در این روش تهیه نانوسیال، سطح نانوذرات در معرض شرایط نامطلوبی قرار نگرفته و پوشش های ناخواستهای روی آنها تشکیل نمی شود. به همین دلیل نانوذرات تهیهشده از این طریق بسیار تمیز است و این مزیت روش یک مرحله ای به دلیل فرمولبندی نانوسیال است. تهیه نانوسیال با این روش اغلب همراه با مقدار متراکم شدن و تجمع ذرات در درون سیال است. روش یک مرحله ای تهیه نانوسیال به دلیل فنی اغلب کمتر مورد استفاده محققین قرار گرفته است، در عوض در اغلب کارهای تحقیقاتی، محققین در گزارشهای خود به استفاده از روش دومرحلهای جهت تهیه نانوسیال اشارهکردهاند. این به علت آسانتر بودن فرمولبندی نانوسیال با نانوپودرهای آماده و خریداری شده است.
در روش دو مرحله ای برای تهیه نانوسیال، از انواع پودرها با اندازه های مختلف بهراحتی میتوان استفاده کرد، مسئلهای که در روش یک مرحله ای با مشکلات بیشتری همراه است. در این روش، ابتدا نانوذره موردنظر یا نانولوله موردنظر تهیهشده و سپس به سیال پایه افزوده میشود. به نظر میرسد که این روش با توجه به اینکه میتوان نانوذرات و نانولولهها را بیشتر و اغلب آسانتر از روش یک مرحله ای تهیه کرد، اقتصادی بوده و برای کاربردهای صنعتی بهتر باشد. در روش دو مرحله ای نیز باید مسئله کلوخه شدن و تودهای شدن و نیز چسبندگی نانوذرات را در نظر گرفت. شکستن وضیعت تودهای ذرات و برگرداندن آن به وضعیت اولیه از اقدامات اساسی است که در تهیه نانوسیال باید صورت بگیرد. چراکه اندازه و توزیع ذرات در داخل سیال مهمترین نقش را در تعیین رفتار حرارتی و هیدرولیکی بر عهده دارد. روش دو مرحله ای شیوهای مناسب برای تهیه نانوسیالات اکسیدی میباشد. تجهیزات مختلفی را برای پراکندهسازی نانوذرات در درون سیال میتوان به کار برد. ازجمله این تجهیزات حمام ماورای صوت، همزن مغناطیسی، همزن با توان برشی بالا و هموژنایزر میباشند. زمان فرآوری نانوسیال و شدت همزن تاثیر مهمی بر پراکندگی نانوذرات در درون سیال پایه دارند. پیوندهای ضعیف ایجادشده در بین ذرات تودهای شده با اعمال نیرو شکسته می شود بااینحال نانوذرات بهشدت متمایل به تودهای شدن مجدد هستند. یکی از دلایل این مسئله نیروی واندروالس میباشد. نانوذراتی که به روش یک مرحله ای و یا به روش دومرحلهای تهیه میشوند باید تا حد ممکن پایدار بوده و ذرات پراکندهشده در سیال تجمع پیدا نکرده و کلوخه و تهنشین نشوند. برای رسیدن به چنین وضعیت پایداری باید مسئله پایدارسازی تعلیق نانوذرات در سیال موردتوجه قرار بگیرد.
۴-۴ خواص ترموفیزیکی نانوسیالات
در تحلیل انتقال حرارت جا به جایی در نانوسیالات، تعیین دقیق خواص ترموفیزیکی مسئلهای کلیدی است. محاسبه چگالی و گرمای ویژه نانوسیالات به صورت مستقیم قابلدستیابی است اما در رابطه با لزجت و ضریب هدایت حرارتی، در نتایج آزمایشگاهی و هم مدلهای تئوریک موجود تناقضهای آشکاری در مقالات وجود داشته و روابط متعددی ارائه شده است.
۴-۴-۱ چگالی
چگالی نانوسیالات بهوسیله تعریف زیر قابل تعیین است [۱۵].
(۴-۱) |
که در اینجا j کسر حجمی ذره و اندیس nf، f و pبه ترتیب بیانگر نانوسیال، سیال پایه و ذره هستند. پاک و چو[۵۶] [۱۵] بهطور تجربی نشان دادند که معادله بالا یک تعریف دقیق چگالی نانوسیالات است.
۴-۴-۲ گرمای ویژه
دو تعریف زیر برای تعیین گرمای ویژه نانوسیالات وجود دارد [۱۶]:
(۴-۲) | |
(۴-۳) |
به نظر میرسد معادله (۴-۳) معادله بهتری است چراکه گرمای ویژه، مقدار جرم ویژهای است که تأثیر آن به چگالی اجزای مخلوط بستگی دارد.
۴-۴-۳ لزجت
لزجت نانوسیال متغیری مهم برای عملکردهای کاربردی است چراکه مستقیم بر افت فشار در جا به جایی اجباری تأثیرگذار است. بنابراین، برای ایجاد امکان استفاده از نانوسیالات به شکل کاربردی، میزان افزایش لزجت نانوسیالات در مقایسه با سیالات خالص باید بررسی شود. در حال حاضر در مقایسه با تحقیقات انجامشده در رابطه با ضریب هدایت گرمایی نانوسیالات تحقیقات محدودی در مورد لزجت در مقالات فعلی وجود دارد. در اینجا بهطور خلاصه، در مورد برخی مدلهای تئوریک لزجت نانوسیالات بحث میشود.
انیشتین[۵۷] [۱۷] تعریفی را برای تعیین لزجت دینامیکی در محلولهای معلق حاوی ذرات کروی پیشنهاد داد. در این مدل از اثر متقابل ذرات چشمپوشی شده است. رابطه مذکور به صورت زیر است.
(۴-۴) |
برخی تحقیقات بعدی این حقیقت را موردتوجه قرارداد که لزجت باید تا جایی که کسر حجمی ذرات به بیشترین مقدار خود میرسد افزایش پیدا کند. برای مثال برینکمن[۵۸] [۱۸] معادله زیر را پیشنهاد داد.
فرم در حال بارگذاری ...
[یکشنبه 1400-08-02] [ 09:12:00 ق.ظ ]
|