پژوهشگران ایرانی، با بهره‌گیری از نانوسیال‌ها و استفاده از روشی تلفیقی در سیستم
انتقال حرارت تجهیزات صنعتی، مشکل اتلاف حرارت را در این دستگاه‌ها، به حداقل
رساندند.
کارآیی پایین محیط‌های انتقال حرارت، یکی از مشکلات جدی در صنعت است که کارهای
تحقیقاتی و مطالعات فراوانی برای افزایش راندمان حرارتی تجهیزات در حال انجام
است. یکی از جدیدترین این مطالعات، تحقیق هم‌زمان در مورد نانوسیال، لوله
حرارتی و اعمال میدان مغناطیسی است.
نانوسیال، سوسپانسیونی از ذرات معلق نانومتری فلزی و حتی غیر فلزی است که در
داخل سیالی پایه (محیط انتقال حرارت)، تثبیت شده‌اند. نانوسیال، دارای خواص
انتقال حرارت منحصر به‌فرد و فوق‌العاده عالی است که پژوهشگران در سراسر دنیا
کاربرد آن را در لوله‌های گرمایی بررسی می‌کنند.
دکتر سعید زینالی هریس برای دستیابی به خواص مطلوب نانوسیال‌ها، به بررسی
نانوسیال پارامغناطیس پرداخته است، همچنین میدان مغناطیسی کنترل‌شده‌ای را بر
لوله گرمایی اعمال نموده و نتایج آن را بررسی کرده است.
عضو هیئت علمی دانشگاه فردوسی مشهد، برای انجام این کار تحقیقاتی، ابتدا یک
لوله حرارتی را که توانایی تزریق نانوسیال و اعمال میدان مغناطیسی را دارد،
طراحی و ساخته است. نانوسیال‌هایی با پایه آب مقطر دی یونیزه و ذراتی پراکنده
حاوی نانوذرات نقره، نانوذرات مس، اکسید مس و نانوذرات اکسید آلومینیوم با
غلظت‌های مختلف تثبیت شده، به سیستم آزمایشی تزریق کرده است.
گفتنی است که این نانوذرات، پارامغناطیس بوده و در حالت عادی تحت تاثیر میدان
مغناطیسی قرار نمی‌گیرند ولی در حالت نانوسیال، مقداری خاصیت مغناطیسی پیدا
کرده و موجب بهبود انتقال حرارت می‌گردند.
دکتر زینالی در نهایت، با اعمال میدان‌های مغناطیسی مختلف و نانوسیال‌هایی با
جنس و غلظت متفاوت، تاثیر میدان مغناطیسی را روی نانوسیال پارامغناطیس در داخل
لوله حرارتی بررسی نموده است.
نتایج این پژوهش، حاکی از آن است که استفاده از نانوسیال‌ها در لوله‌های
حرارتی، می‌تواند مقاومت حرارتی لوله‌های گرمایی را ۱۵ تا ۱۶ درصد کاهش دهد.
به عبارت دیگر، این پژوهش از جمله اولین کارهای پژوهشی است که با تلفیق هر سه
روش استفاده از نانوسیال، استفاده از لوله گرمایی و اعمال میدان مغناطیسی،
راندمان انتقال حرارت را بهبود داده است.
دکتر زینالی در ادامه گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه توسعه فناوری نانو
افزود: «تمام صنایعی که به نحوی با انتقال حرارت مواجه هستند، نیاز به افزایش
راندمان حرارتی دارند و نتایج این مطالعات می‌تواند در صورت تجاری‌سازی و
مطالعات بیشتر، مورد استفاده این صنایع قرار گیرد. به عنوان مثال در
نیروگاه‌های حرارتی چه در بخش تولید که با مبدل‌های مختلف سروکار دارند و چه در
بخش بازیافت حرارتی، این نانوسیالات می‌توانند کاربرد بسیاری داشته باشند.
همچنین در تبادل‌گرهای حرارتی پالایشگاه‌ها، مجتمع‌های پتروشیمی، واحدهای
انتقال گاز طبیعی، رادیاتورهای ماشین‌ها، سیستم‌های تهویه حرارتی و حتی در
تراشه‌های رایانه‌ای نیز می‌توان از نتایج این پژوهش بهره گرفت».
جزئیات این پژوهش که با همکاری دکتر سیدحسین نوعی، مهندس هادی صالحی و مهندس
مصطفی کاهانی انجام شده، در
مجله International Journal of Heat and Fluid Flow
(جلد ۳۰، صفحات ۷۰۰–۷۰۵، سال ۲۰۰۹) منتشر شده است.
|
