بررسی اثر دما و غلظت نانوذرات سرامیکی بر هدایت حرارتی نانوسیال هیبریدی آب – اتیلن گلیکول/نانوآلومینا-نانوگرافن

نانوسیال ترکیبی است که با افزودن ذرات در مقیاس نانو (100نانومتر) به یک سیال پایه با هدف بهبود انتقال حرارت حاصل می شود. در این پژوهش، تاثیر دما و غلظت نانوذرات متشکل از نانوذرات آلومینا و نانوصفحات گرافن بر هدایت حرارتی سیال پایه متشکل از آب و اتیلن گلیکول مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین به میزان 0.2 درصد حجمی اولئیک اسید (oa) و 0.2 درصد وزنی سدیم دودسیل سولفونات (sds) به عنوان عامل فعال سطحی برای تثبیت و پراکندگی نانوذرات به سیال پایه اضافه شدند. کسرحجمی نانوذرات 0.05، 0.1، 0.5، 1، 1.5، 2 و 2.5 درصد حجمی و دماهای مورد آزمایش در بازه دمائی 305-260 کلوین انتخاب شد. ریخت شناسی و ریزساختار نانوذرات توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) انجام شد. هدایت حرارتی نانوسیالات هیبریدی اندازه گیری و با سیال پایه مقایسه شد. نتایج نشان داد که هدایت حرارتی نانوسیال هیبریدی آب - اتیلن گلیکول / نانو گرافن - نانو آلومینا به غلظت نانوذرات و دما وابسته است. نتایج اندازه گیری هدایت حرارتی نانوسیال هیبریدی آب - اتیلن گلیکول / نانو گرافن - نانو آلومینا با مدل های پیش بینی هدایت حرارتی نانوسیالات مقایسه شد ولی تطابق قابل قبولی وجود نداشت. نتایج نشان داد که افزایش دما و غلظت حجمی نانوذرات موجب افزایش هدایت حرارتی نانوسیالات هیبریدی می شود. حداکثر افزایش هدایت حرارتی نانوسیال هیبریدی برابر با 44.02 درصد بود که در کسر حجمی جامد 2.5 درصد و در دمای 303 کلوین حاصل شد.

Investigation of the effect of temperature and concentration of ceramic nanoparticles on the thermal conductivity of water-ethylene glycol / nano Alumina-nano Graphen hybrid nanofluid

Nanofluid is a suspension obtained by adding nanoscale particles (100 nm) to a base fluid to improve heat transfer. In this study, the effect of temperature and concentration of nanoparticles consisting of Alumina nanoparticles and Graphene nanosheets on the thermal conductivity of a base fluid consisting of water and ethylene glycol was studied. Also, 0.2% by volume of oleic acid (OA) and 0.2% by weight of sodium dodecyl sulfonate (SDS) were added to the base fluid as a surfactant to stabilize and disperse the nanoparticles. The volume fraction of nanoparticles of 0.05, 0.1, 0.5, 1, 1.5, 2 and 2.5% by volume and the tested temperatures were selected in the temperature range of 260305 K. The morphology and microstructure of the nanoparticles were investigated by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). Thermal conductivity of hybrid nanofluids was measured and compared with the base fluid. Results showed that thermal conductivity of waterethylene glycol / nano Graphenenano Alumina hybrid nanofluid depends on nanoparticle concentration and temperature. The thermal conductivity measurements of waterethylene glycol / nano Graphenenano Alumina hybrid nanofluid were compared with the thermal conductivity prediction models of nanofluids but there was no acceptable agreement. The results showed that increasing the temperature and volumetric concentration of nanoparticles increases the thermal conductivity of hybrid nanofluids. The maximum increase in thermal conductivity of hybrid nanofluid was 44.02% which was obtained in solid volume fraction of 2.5% and at temperature of 303 K.