سلام , به سایت پایان نامه دات کام خوش آمدید
  • در انجام پایان نامه خود مشکل دارید؟نمیتوانید موضوع جدید انتخاب کنید؟برای نوشتن پروپوزال وقت کافی ندارید؟با ما تماس بگیرید بهترین متخصصان را برای انجام کار شما در اختیار داریم...

  • در انجام پایان نامه خود مشکل دارید؟نمیتوانید موضوع جدید انتخاب کنید؟برای نوشتن پروپوزال وقت کافی ندارید؟با ما تماس بگیرید بهترین متخصصان را برای انجام کار شما در اختیار داریم...

  • در انجام پایان نامه خود مشکل دارید؟نمیتوانید موضوع جدید انتخاب کنید؟برای نوشتن پروپوزال وقت کافی ندارید؟با ما تماس بگیرید بهترین متخصصان را برای انجام کار شما در اختیار داریم...

  • در انجام پایان نامه خود مشکل دارید؟نمیتوانید موضوع جدید انتخاب کنید؟برای نوشتن پروپوزال وقت کافی ندارید؟با ما تماس بگیرید بهترین متخصصان را برای انجام کار شما در اختیار داریم...

  • در انجام پایان نامه خود مشکل دارید؟نمیتوانید موضوع جدید انتخاب کنید؟برای نوشتن پروپوزال وقت کافی ندارید؟با ما تماس بگیرید بهترین متخصصان را برای انجام کار شما در اختیار داریم...

اعتماد کنید :

» انتقال گرما به وسيله نانو سيالات

توسط: pardazesh در 9-02-1394, 15:24 | دسته: فیزیک | تعداد بازدید : 1416

انتقال گرما به وسيله نانو سيالات

چکيده :

اخيراً استفاده از نانوسيالات که در حقيقت سوسپانسيون پايداري از نانو فيبر ها و نانورزات جامد هستند به عنوان راهبردي جديد در عمليات انتقال حرارت مطرح شده است .تحقيقات اخير روي نانو سيالات ، افزايش قابل توجهي را در هدايت حرارتي آنها نسبت به سيالات بدون نانوزات ديا همراه با ذرات بزرگتر (ماکرو ذرات) نشان مي دهد . از ديگر تفاوت هاي اين نوع سيالات ، تابعيت شديد هدايت حرارتي از دما ، همچنين افزايش فوق العاده فلاکس حرارتي بحراني در انتقال حرارت جوشش آنهاست .بيشترين افزايش هدايت حرارتي در سوسپانسيون نانو لوله هاي کربني گزارش شده از اين رو توجه بسياري از دانشمندان در سالهاي اخير به استفاده از انواع نالوله ها در سيالات انتقال دهنده حرارت متمرکز شده است .

نتايج آزمايشگاهي بدست آمده از نانوسيالات نتايج قابل بحثي است که به عنوان مثال مي توان به انطباق نداشتن افزايش هدايت حرارتي با تئوري هاي موجود اشاره کرد . اين امر نشان دهنده ناتواني اين مدلها در پيش بيني صحيح خواهي نانوسيال است . بنابر اين براي کاربردي کردن اين نوع از سيالات در آينده و در سيستم هاي جديد ، بايد اقدام به طراحي ، ايجاد مدلها و تئوري هايي شامل اثر نسبت حجم به سطح و فاکتورهاي سياست نانوذره و تصحيحات مربوط به آن کرد .

 

79صفحه فایل ورد (Word) فونت 14 منابع دارد قیمت 7900 تومان

 

پس از پرداخت آنلاین میتوانید فایل کامل این پروژه را دانلود کنید

 


ادامه مطلب :

مقدمه

سيستم هاي خنک کننده ، يکي از مهم ترين دغدغه هاي کارخانه ها و صنايعي مانند ميکروالکترونيک و هر جايي است که به نوعي با انتقال گرما رو به رو باشد با پيشرفت فناوري در صنايعي مانند ميکرو الکترونيک که در مقياس هاي زير صد نانومتر عمليات هاي سريع و حجيم با سرعت هاي بسيال بالا (چند گيگاهرتز) اتفاق مي افتد و استفاده از موتوهايي با توان و بار حرارتي بالا اهميت بسزائي پيدا مي کند ، استفاده از سيستم هاي خنک کننده پيشرفته و بهينه ، کاري اجتناب ناپذير است . بهينه سازي سيستم هاي انتقال حرارت موجود ، در اکثر مواقع به وسيله افزايش سطح آنها صورت مي گيرد که همواره باعث افزايش حجم واندازه اين دستگاهها مي شود ، لذا براي غلبه بر اين مشکل به خنک کننده هاي جديد و موثر نياز است و نانو سيالات[1]به عنوان راهکاري جديد در اين زمينه مطرح شده اند .

نانوسيالات متشکل از سوسپانسيوني[2]از نانو ذرات جامد يا فيبر ها با اندازه کمتر از nm 100 در يک مايع پايه مي باشد در واقع بخش خوب ذرات جامد در يک مايع عموماً به نام سوسپانيسون کلوئيدال شناخته مي شوند . سيستم هاي کلوئيدال بسيار کاربرد دارند آنها در طبيعت در سلولهاي زنده ديده مي شود همچنين در بسياري از واکنش هاي شيميايي حضور دارند در بسياري از سيستم ها واسطه پايه آب بوده و ذرات به صورت ماکرو مولکولها يا توده اي از مولکولها مي باشند کلوئيدها به خاطر خصوصيات رئولوژيکالشان بسيار مورد توجه مي باشد آنها رفتار برشي[3] جالبي از خود بروز مي دهند بسته به سرعت برش ، ضخامت و نازکي برشي مي تواند مشاهده شود نازکي به يک کاهش در سيکوزيته موثر بر مي گردد و ضخامت ناشي از افزايش در وسيکوزيته موثر مي باشد .

مطالعه انتقال حرارت در جامدات بخش شده در مايعات در سالهاي اخير صورت گرفته ايوجا[4] نشان داد که سوسپانسيون هاي پلي استايرن در ابعاد زير ميکروني در محلول گليسرين انتقال حرارت را افزايش مي دهد يک مانع اصلي در استفاده از چنين ذرات ميکروني افزايش خوردگي و سايش در سيسم هاي مهندسي مي باشد . با پيدايش نانوتکنولوژي . استفاده از نانو ذرات باعث ايجاد يک سيستم کلوئيدال پايدار گرديد که بعدها به نام نانو سيالات شناخته شد . بر خلاف سوسپانيسون هاي ميکرو ابعاد بخش نانويي مي تواند سيستمي با استخکام بالا تشکيل دهد از اين خاصيت در سيستم هايي که يک سيال براي انتقال انرژي مطرح است ، استفاده مي شود . اولين افزايش انتقال حرارت با نانوذرات به وسيله ماسودا[5]در ژاپن گزارش شد . گروه تحقيقاتي او اعلام کردند که هدايت دمائي [6]سوسپانيسون فوق ريز از آلومينه سليکا و اکسيدهاي معدني ديگر در آب به يک مقدار قابل توجه حداکثر %30 براي يک کسر جمعي %4.3 خواهد رسيد در همان شرايط فاکتور اصطکاک تقريباً چهار برابر خواهد شد . در ايالات متحده چوي[7]آزمايشگاه تحقيقاتي آرگون[8] يک کلاس جديد از مهندسي سيالات با تحت عنوان فوق انتقال دهنده هاي حرارتي را در سال 1995 را ايجاد کرد و واژه نانوسيال نيز براي اولين بار توسط چوي به کار برده شد . ونگ[9]نيز آزمايشاتي در زمينه هدايت حرارتي براي آلومينا و اکسيرس با استفاده از سيال پايه آب واتيلن گليکول انجام داد . او مشاهده کرد که افزايش هدايت دمائي با کاهش سايز ذره بيشتر خواهد شد . اين افزايش متناسب با کسر جمعي ذره ، در سيال پايه مي شد . او براي ذرات آلومينا حداکثر افزايش %12 در يک کسر جمعي %3 و افزايش وسيکوزيته %30-20 را مشاهده کرد او پي برد که وسيکوزيته يک بستگي درجه دوم به کسر جمعي %3 و افزايش وسيکوزيته %30-20 را مشاهده کرد او پي برد که وسيکوزيته يک بستگي درجه دوم به کسر جمعي ذرات دارد در حالي که اين بستگي براي هدايت دمائي به صورت خطي مي باشد . در يک مطالعه مشابه پاک[10]يک افزايش سه برابر در ويسکوزيته براي آلومنيا در همان کسر حجمي اعلام کرد .با توجه به اين مطالب واضح است که هموژناسيول سازي نانوسيالات بايد با توجه به پارامترهاي اندازه ، کسر جمعي ، شکل ذرات و دما .... بهينه سازي گردد قبل از اينکه به عنوان يک انتخاب براي افزايش انتقال حرارت عنوان شوند . ايست من [11]در سال 2001 نشان داد که ذرات مس nm10 در اتيلن گليکول مي توانند هدايت را تا %60 حتي در صورت اضافه شدن به مقدار بسيار کم (کمتر از %3 .0) برسانند با اکسيد مس افزايش به مقدار %20 براي کسر جمعي %4 خواهد رسيد . اين نتايج به طور واضح اثر سايز ذره را روي افزايش هدايت نشان مي دهد . البته ما بايد به اثر سايز کوانتومي در چنين ابعادي توجه کنيم . در باره چنين اثراتي بسيار بحث شده است مثلاً پاتل[12]نشان داد که با همان نسبت سطح به حجم مي توانيم به شرايط هدايت دمائي مختلفي در صورت استفاده از مواد مختلف برسيم . اين موضوع اشاره مي کند به اين مطلب کوانتومي پديده انتقال بي اهميت نمي باشد . داس[13]هدايت دمائي ذرات آلومنيا و اکسيد مس در آب را براي رنج هاي دمائي مختلف از 50C-20 و شرايط باردهي مختلف بررسي کرد آنها يک افزايش خطي بين هدايت حرارتي و دما مشاهده کردند اما براي همان کسر حجمي آهنگ افزايش براي اکسيد مس بيشتر از آلومينا بود براي نانوذرات طلا در تولوئن هم آزمايشات تکرار شد و مشخص شد در کسرهاي جمعي بزرگتر افزايش هدايت هاي حرارتي استفاده از نانو لوله هاي کربني يک ايده ال جديد در مبحث نانو سيالات مي باشد . اين نکته حائز اهميت است که کربن ويژگي آب گريزي دارد و نمي تواند در آب بدون حضور سورخک تنت ها بخش شود . چوي افزايش قابل توجه در هدايت حرارت براي نانولوله هاي کربني چند ديواره (MWNT) در سوسپانيسون روغني را گزارش داد . نتايج نشان مي داد که بر خلاف نانو پودر ها هدايت دمائي يک تغييرات درجه دو با کسر حجمي دارد . براي %1 جمعي نانو لوله ها يک افزايش %250 در هدايت دمائي روغن نشان دادند که بسيار قابل بيشتر بوده و خيلي بيشتر از مشاهدات ما از ذرات نانوئي اکسيد مي باشد .

با توجه به مطالب فوق مي توان گفت نانو سيالات به علت افزايش خواص حرارتي توجه بسياري از دانشمندان را در سالهاي اخير به خود جلب کرده اند به عنوان مثال مقدار کمي (حدود يک درصد جمعي) از نانو ذرات مس يا نانو لوله هاي کربني در اتيلن گليکول يا روغن به ترتيب افزايش 40 و 250% در هدايت حرارتي اين سيالات ايجاد مي کنند . در حالي که براي رسيدن به چنين افزايشي در سوسپانسيونهاي معمولي به غلظت هاي بالاتر از ده درصد از ذرات احتياج داريم اين در حالي است که مشکلات دئولوژيکي و پايداري اين سوسپان......................

 

 

 

60C (شکل 67b) در غلظت هاي پايين ذرات 0.00d3% هدايت پذيري افزايش حدود 3.2% در 30C تا 17.3% در 60C در مقايسه با محلول پايه در 30C نهايتاً هدايت پذيري ذرات سيترات Ag/ با قطر 60-80mm اندازه گيري مي شود . غلظت ذرات در محلول %0.001701 مي باشد هدايت دمائي اين محلول 0.6376 در 0.735 در 66c است . که افزايش هدايت دمائي از 302% در 30C تا 16.S% در 60C در مقايسه با هدايت محلول پايه ديده مي شود .

شکل 67 درصد افزايش در هدايت دمائي بر حسب دما سيترات Au و سيترات Ag نسبت به حلال پايه آب در a 30C و b دماي مدنظر .

نقره هدايت دمائي بالاتري از طلا دارد . با اين وجود حتي در کسرهاي حجمي بيشتر از طلا افزايش هدايت دمائي کمتري در سيال نسبت به نقره نشان مي دهد که اين فقط به خاطر سايز بزرگ تر ذرات آن مي باشد . مساحت سطحي کلي ذرات در نانوسيال سيترات- Au 0.00026% حجمي ذره و درنانوسيال سيترات Ag 0.001% حجمي ذره با همان سايز ذکر شده در بالا از لحاظ درجه بزرگي مقايسه مي شود و مشخص شده حتي اگر غلظت ذرات نقره در محلول بالاتر باشد افزايش هدايت دمائي سيترات Au تقريباً دو برابر ناسيال سيترات Ag است . که مساحت سطحي تنها عامل اين افزايش در هدايت دمائي مي باشد . احتمالاً فعاليت سطحي با افزايش دما زياد مي شود . که اين افزايش مي تواند به شکل بروز ميکرو جابجائي در سيستم باشد . در دماي اتاق افزايش هدايت دمائي نانوسيال سيترات Au بيشتر از نيمي از هدايت دمائي تييولات – Au مي باشد اما در 60c تقريباً يکسان است . اين بيانگر تفاوت در عمليات سطحي صورت گرفته در هر دو سيال مي باشد . اين فرايند ممکن است در اردماي بالاتر تودر در حلال قطبي افزايش يابد مي توان گفت نانوسيالات با يک روکش (تيولات – Au ) از يک زنجيره مولکولي کووالانس تأثير کمتري نسبت به خوشه هاي فلزي کوت نشده دارد (سيترات – An) در نتيجه مي توان گفت که انتقال حرارت موثر در سطح نانوسيالات بوسيله نوع درکش به کار رفته تأيين مي شود بنابر اين پديده هاي شيميايي نقش مهمي در تأمين مقدار انتقال انرژي دارند (10)و(11)


نتيجه گيري

اين تحقيق شامل بررسي خواص استثنايي نانوسيالات شامل هدايت حرارتي بيشتر نسبت به سوسپانسيون هاي معمولي ، رابطه غير خطي بين هدايت و غلظت مواد جامد و بستگي شديد هدايت به ما و افزايش شديد فلاکس حرارتي در منطقه جوشش مي باشد .

اين خواص استثنايي ما را به توليد نانوسيال در مقياس بزرگ و به شکل پايدار و هموژن سوق مي دهد روش ساخت نسبتاً ساده و ويسکوزيته قابل قبول نيز باعث شده تا اين سيالات به عنوان يکي از مناسب ترين و قوي ترين انتخاب ها در زمينه سيالات خنک کننده مطرح شوند .

بنابر اين ما درصد معرفي مدلهائي کاربردي براي پيش بيني خواص حرارتي نانوسيالات با توجه به فاکتورهاي شکل و اندازه ، نسبت سطح به حجم و پارامتر هاي سياليت نانوذرات ، برآديم .

متاسفانه به علت عدم انطباق افزايش هدايت حرارتي باتئوري هاي موجود به علت ناتواني اين مدلهاي در پيش بيني خواص نانوسيو به منظور کاربردي کردن اين نوع از سيالات در آينده بايد اقدام به طراحي و ايجاد مدل و تئوري هايي مناسب تر و واقعيت گراتر بپردازيم .

در نهايت با توجه به نتايج تئوريکال و آزمايشگاهي خصوصيات انتقال حرارتي را براي فلزاتي نظير Au,Ag,Cu و اکسيدهاي فلزي مثل Cuo و شبه کامپوزيت هاي پليمري از نانولر هاي کربني پر شده در سيالات پيله متداول نظير آب دي يونيزه ، اتيلن گليکول و تولومن و ... را مورد اندازه گيري و مقايسه قرار داريم بيشترين افزايش هدايت در سوسپانسيون نانو لوله هاي کربني با مقدار 250% افزايش در سيال پايه روغن گزارش شده است که بسيار قابل توجه است .

با توجه به مطالب مطرح شده در اين تحقيق آينده اي بسيار درخشان در مديريت دمائي صنعت قابل انتظار است .


چشم انداز

در ده سال گذشته خواص جالبي براي نانو سيالات گزارش شده است که در اين ميان هدايت حرارتي بيشترين توجه را به خود جلب کرده است ولي اخيرا خواص حرارتي ديگري نظير ضرايب انتقال حرارت در جابجائي آزاد و اجباري و نيز فلاکس حرارتي بحراني نانو سيال در حال جوشش ، نيز مورد پژوهش قرار گرفته است .

نانو سيال را مي توان در زمينه هاي مختلفي به کار برد اما اين کار با موانعي روبرو است از جمله اينکه درباره نانو سيال چند نکته بايد بيشتر مورد توجه قرار گيرد :

تطابق نداشتن نتايج تجربي در آزمايشگاههاي مختلف

ضعف در تعيين مشخصات سوسپانسيون نانو ذرات

نبود مدل مارتئوري هاي مناسب براي بررسي تغيير خواص نانوسيال................

 

دانشجوی محترم لطفا در خرید این مطلب دقت کنید این پژوهش شکل ندارد و با تخفیف زیاد بفروش میرسد

بلافاصله بعد از پرداخت موفق لینک دانلود این پروژه فعال خواهد شد.

قیمت اختصاصی و استثنایی این پروژه درپایان نامه دات کام : تنها , 7900 تومان


قیمت قبلی : 110000 ریال

قیمت جدید : 7900 تومان  |   جهت خرید محصول بر روی تصویر روبرو کلیک نمایید :

خرید آنلاین این مطلب




مطالب مرتبط


نام:*
ایمیل:*
متن نظر:
کد را وارد کنید: *
جدیدترین مطالب
پربازدیدترین مطالب
آمار سایت
آمار مطالب یک ساعت پیش: 0
امروز: 0
این ماه: 6
کل: 3114
کل نظرات: 289
آمار کاربران یک ساعت پیش: 0
امروز: 0
این ماه: 0
کل: 252
بن شدگان: 1
جدیدترین عضو: Qurbanalipuya

                                                                                                                         

تبادل لینک خودکار
Taktaz Group

Powered By Taktaz Group. Google+