پیش بینی ویژگی‌های حجمی نانوسیال ها با استفاده از تابع پتانسیل مورس و تصحیح کوانتمی ضریب دوم ویریال به همراه یک معادله حالت مکانیک آماری تعمیم یافته

در این پژوهش تعدادی از ویژگی های ترمودینامیکی نانوذره ها، نانوسیال ها دارای یک سیال پایه و نانوسیال های دارای مخلوط دو سیال پایه در بازه ی فشاری 0.451 مگاپاسکال و بازه ی دمایی 363-273 کلوین محاسبه و پیش  بینی شدند. نانوذره های مورد بررسی al2o3، cuo، co3o4، sno2، tio2rutile، tio2anatase و zno بوده و سیال‌های پایه نیز شامل آب، اتیلن گلیکول و پلی اتیلن گلیکول (با جرم مولکولی 400) می باشند. معادله حالت مورد استفاده در این کار معادله حالت تائو میسون است که بر مبنای مکانیک آماری استوار می‌باشد. پارامترهای وابسته به دما در این معادله حالت شامل ضریب دوم ویریال،، و دو پارامتر  و  می باشد که با توجه به ویژگی های کوانتمی نانوذره ها، از یک قسمت تصحیح کوانتمی برای محاسبه ضریب دوم ویریال استفاده شد. همچنین در محاسبه این سه ضریب نیاز به استفاده از یک تابع پتانسیل می باشد که برای لحاظ کردن اثرهای قطبی مواد از تابع پتانسیل سه پارامتری مورس استفاده شد که نسبت به تابع های پتانسیل‌های دو پارامتری معمول مانند لنارد جونز 612 از انعطاف بیش تری برخوردار است.نخست پارامترهای موجود در تابع پتانسیل توسط داده‌های دانسیته در حالت خالص (فشار 0.1 مگاپاسکال) مورد برازش قرار گرفتند و سپس برای حالت مخلوط از همین پارامترها استفاده شد. یک پارامتر دوتایی نیز برای در نظر گرفتن برهمکنش‌های بین دو مولکول متفاوت در سامانه‌های مخلوط برازش شد. در مجموع برای تعداد 1181 داده برای نانوسیال ها میزان میانگین خطای مطلق برابر با 0.5 گزارش شد. طبق نتیجه هایبه دست آمده، این معادله حالت از دقت خوبی برای محاسبه و پیش بینی دانسیته نانوسیال ها برخوردارمی‌باشد.

Prediction of Thermodynamic Properties of nanofluids Using the Morse Potential and Quantum Correction of the Second Virial Coefficient with a Generalized Statistical Mechanics Equation of State

In this work, some thermodynamic properties of nanoparticles, nanofluids containing a base fluid, and nanofluids with two different bases were assessed at the pressure range from 0.1 to 45 MPa and a temperature range from 273 to 363 K. this study focuses on nanofluids such as Al2O3, CuO, Co3O4, SnO2, TiO2Rutile, TiO2Anatase, ZnO and the base fluid containing H2O, Ethylene glycol and polyethylene glycol (with a molecular weight of 400). The used Equation of State (EOS) is the Tao–Mason (TM) equation of state which is based on statistical mechanics and its parameters can be calculated by a potential function. According to the quantum properties of nanoparticles, a quantum correction was used to calculate the second virial coefficient. To consider the polar effects of the material, the Morse threeparameter potential function was used which is more flexible than the usual twoparameter potentials functions such as Lenard Jones 612. Initially, the purecomponent parameters of nanoparticles were fitted to the saturated liquid density data, and then the parameters were used for mixtures. Also, a binary parameter was fitted to consider the interactions between two different molecules in the mixtures. In total, from 1181 data points examined, the average absolute deviation between the calculated densities and the experimental ones is of the order of 0.5%. According to the results, this equation of state has good accuracy for calculating and predicting the density of nanofluids.