محققان دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، بر این باورند که استفاده از نانوسیال، عملکرد میکروخنککنندهها را بهبود میبخشد و موجب افزایش انتقال حرارت میشود.
استفاده از نانوسیال در میکروخنککنندهها
محققان دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، بر این باورند که استفاده از نانوسیال، عملکرد میکروخنککنندهها را بهبود میبخشد و موجب افزایش انتقال حرارت میشود.
این محققان پژوهشی به منظور تعیین ضریب انتقال حرارت در یک میکروکانال و همچنین نحوه پخش نانوذرات در میکروکانال انجام دادهاند.
مهندس حسین افشار، در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه توسعه فناوری نانو گفت: «با توجه به اینکه در بحث نانوسیال فرض میشود که مجموعه سیال پایه و نانوذرات، حالت یکنواختی داشته باشند، لذا ایجاد شرایطی که این شرایط را پایدار نگه دارد، از اهمیت ویژهای برخوردار است و میتواند بر انتقال حرارت نانوسیال بسیار موثر باشد. بنابراین در این پژوهش سعی شده که به این مهم پرداخته شود».
به طور کلی برای انتقال حرارتهای بیش از ۱۰۰w/cm2 خنککنندههای معمولی قابل استفاده نیستند و از میکروخنککنندهها استفاده میگردد. یکی از روشهایی که میتوان ضریب انتقال حرارت را در میکروکانالها افزایش داد، افزایش ضریب هدایت حرارتی سیال است که میتوان از سیالاتی با ضریب هدایت حرارتی بیشتر استفاده نمود. معمولا استفاده از سیالات با ضرایب هدایت حرارتی زیاد، افت فشار زیادی را در بر خواهد داشت که استفاده از این سیالات را غیر عملی میسازد. یک راه حل برای افزایش ضریب هدایت حرارتی سیال، استفاده از نانوذرات جامد با ضریب هدایت حرارتی زیاد بهصورت غوطهور در سیال است.
دانشجوی دکتری دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، برای انجام این کار، با شناخت و مطالعه فیزیک مسئله در بحث جریان در میکروکانالها و بررسی جریان لغزشی در میکروکانالها، معادلات حاکم نانوذرات مورد نظر را در جریان لغزشی داخل میکروکانال به کار برده و با استفاده از معادلات ریاضی حاکم بر فیزیک مسئله و به کارگیری روشهای جستجوی سریع برای تعیین موقعیت نانوذرات، حرکت براونی نانوذرات را که با توجه به کوچک بودن ذرات، تاثیر بهسزایی در حرکت آنها دارد، مدلسازی کردهاست. در پایان، موقعیت رهاسازی نانوذرات در نحوه پخش آنها در ناحیه ورودی میکروکانال و نحوه پخش نانوذرات در ایجاد یک مخلوط همگن را تعیین نمودهاست».
وی با بیان این مطلب که در این پژوهش تاثیر قطر نانوذرات و شرایط میکروکانال در ایجاد نانوسیال همگن و انتقال حرارت نانوسیال حاصل، بررسی شدهاست، افزود: «برای این کار، نانوذرات بهطور مستقل در سیال بررسی شده و اثر سیال روی ذرات با استفاده از روش مدلسازی مستقیم مورد بررسی قرار گرفته است».
نتایج حاصل از این پژوهش میتواند در صنایع الکترونیک، جداسازی ذرات، و همچنین در مبدلهای حرارتی مورد نیاز در صنایع مختلف از جمله نیروگاههای حرارتی مورد استفاده قرار گیرد.
جزئیات این پژوهش که با همکاری دکتر سیدمجتبی موسوی نائینیان، دکتر مهرزاد شمس و دکتر گودرز احمدی انجام شده، در مجلهInternational Communications in Heat and Mass Transfer (جلد ۳۶، صفحات ۱۰۶۶-۱۰۶۰، سال ۲۰۰۹) منتشر شدهاست.
