بررسی اثر افزاینده های سرامیکی نانو آلومینا و نانوگرافن بر عملکرد سیال ضدیخ/ یخ زدای بدنه هواپیما

در پژوهش حاضر، اثر افزودنی های نانو آلومینا و نانوگرافن در بهینه سازی عملکرد و بهبود ویژگی های سیال ضد یخ/یخ زدا بررسی شد. غلظت نانوذرات در این تحقیق 0.05، 0.1، 0.5، 1، 1.5، 2 و 2.5 درصد حجمی لحاظ گردید و دماهای مورد آزمایش در بازه دمائی 293-253 کلوین انتخاب شد. بررسی ریخت و ریزساختار نانوذرات توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem) و میکروسکوپ الکترونی عبوری(tem) انجام شد. تشخیص فازهای موجود در نانوذرات به وسیله آنالیز تفرق اشعه ایکس(xrd) انجام شد. هدایت حرارتی، کشش سطحی و ویسکوزیته دینامیک نانوسیالات هیبریدی اندازه گیری و با سیال پایه مقایسه شد. نتایج نشان دهنده آن است که خواص هدایت حرارتی و در نتیجه کارائی سیال ضد یخ/یخ زدا با افزودن ذرات نانو  در کسر حجمی مشخص بهبود می یابد. با در نظر گرفتن نحوه عملکرد سیال ضد یخ /یخ زدای بدنه هواپیما ، افزایش کشش سطحی سیال، به بهبود عملکرد آن در پوشانندگی سطوح هواپیما در مقابل نشست قطرات باران و شبنم سرد و برف کمک می کند در نتیجه عملکرد ضد یخ /یخ زدائی سیال را تقویت می کند. بر مبنای نتایج حاصل از اندازه گیری ویسکوزیته دینامیک نانوسیال هیبریدی آب – ضد یخ:یخ زدا / نانو گرافن – نانو آلومینا، افزودن نانوذرات در محدوده کسر حجمی 0 تا 0.5 درصد، علاوه بر افزایش ویسکوزیته، رفتار غیرنیوتنی رقیق گردانی برش سیال پایه، که لازمه اصلی عملکرد سیال ضد یخ /یخ زدای بدنه هواپیما می باشد را حفظ می کند ولی در غلظت های بالاتر نانوسیال هیبریدی رفتار متمایل به رفتار غیرنیوتنی ضخیم شونده برش را نشان می دهد. بنابراین افزودن این دو نوع نانوذرات در کسرهای حجمی زیر 0.5 درصد به تقویت عملکرد سیال ضد یخ/یخ زدا کمک می کند.

study the effect of nano al2o3 and nano graphene ceramic additives on the aircraft anti icing/de icing fluids

in the present study, the effect of nano al2o3 and nano graphene ceramic additives in optimizing performance and improving thermophysical properties of aircraft anti icing/de icing fluids was investigated. nanoparticles were characterized by tem, sem and xrd methods. the thermal conductivity, surface tension and dynamic viscosity of the hybrid nanofluids were experimentally assessed for temperatures between 253 and 303k and results were compared with some existing theoretical models. results revealed that the thermal conductivity properties and thus the efficiency of aircraft anti icing/de icing fluids are improved by the addition of nanoparticles. considering the performance of the aircraft anti icing/de icing fluids, increasing the surface tension of the fluid helps to improve its performance in covering the aircraft surfaces against the precipitation of super cooled raindrops and snow, resulting in better performance of aircraft anti ice/de ice fluid. based on the results of measuring the dynamic viscosity of graphene al2o3/ aircraft anti icing/de icing water hybrid nanofluid, the addition of nanoparticles in the volume fraction ranges from 0 to 0.5%, in addition to increasing the viscosity, show non newtonian behavior shear thinning nanofluid the base, which is the main requirement for the performance of the aircraft anti icing/de icing fluid. however, at higher concentrations, the hybrid nanofluid shows a tendency to non newtonian shear thickening behavior. therefore, the addition of these two types of nanoparticles in volume fractions below 0.5% helps to enhance the performance of aircraft anti icing/de icing fluid.