|
محققان دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، به کمک نانوسیال‌ها توانستند ضریب انتقال
حرارت میکروکانال‌های مورد استفاده در تاسیسات صنعتی را افزایش دهند.
معمولاً برای افزایش ضریب انتقال حرارت میکروکانال‌ها، از سیالاتی با ضریب
هدایت حرارتی بیشتر استفاده می‌کنند که افت فشار زیاد را به همراه دارد.
راه حل دیگر، استفاده از نانوذرات جامد با ضریب هدایت حرارتی زیاد به‌صورت غوطه‌ور
در سیال است. بنابراین می‌توان ضریب هدایت حرارتی یک سیال با افت فشار کم را با
استفاده از نانوذرات معلق افزایش داد.
دکتر مهرزاد شمس، دکترای تخصصی مهندسی مکانیک، موفق شده‌است که تأثیر قطر
نانوذرات را بر انتقال حرارت داخل میکروکانال‌ها بررسی و شرایط مورد نیاز
میکروکانال در ایجاد نانوسیال همگن را به دست آورد.
در این پژوهش از روش مستقیم مدل‌سازی استفاده شده‌است؛ یعنی نانوذرات به‌طور
مستقل در سیال بررسی و اثر سیال روی ذرات مستقیماً (و نه معادل‌سازی) مورد
بررسی قرار گرفته‌است.
وی در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه‌ی توسعه‌ی فناوری نانو گفت: «با توجه
به اینکه در بحث نانوسیال، فرض بر این است که مجموعه‌ی سیال پایه و نانوذرات
حالت یکنواختی داشته باشند، ایجاد شرایطی که این شرایط را پایدار نگه دارد، از
اهمیت ویژه‌ای برخوردار است».
او گفت: «با همکارانم در این پروژه، ابتدا به مطالعه‌ی فیزیک مسئله در بحث
جریان در میکروکانال‌ها پرداختیم و پس از آن جریان لغزشی در میکروکانال‌ها را
بررسی و معادلات حاکم بر آن را به دست آوردیم. سپس کاربرد نانوذرات را در جریان
لغزشی داخل میکروکانال بررسی و ملاحظات مربوط به استفاده از معادلات ریاضی حاکم
بر فیزیک مسئله را انجام دادیم. بعد از این با به‌کارگیری روش‌های جستجوی سریع
برای تعیین موقعیت نانوذرات، حرکت براونی نانوذرات را با توجه به کوچک بودن
ذرات مدل‌سازی نمودیم و در پایان هم موقعیت رهاسازی نانوذرات را در نحوه‌ی پخش
آنها در ناحیه‌ی ورودی میکروکانال تعیین و نحوه پخش نانوذرات را در ایجاد یک
مخلوط همگن مشخص کردیم.»
نتایج این پژوهش می‌تواند در صنایع الکترونیک، در جداسازی ذرات و مبدل‌های
حرارتی مورد استفاده در نیروگاه‌ها استفاده شود.
جزئیات این پژوهش ـ که به‌عنوان بخشی از پایان‌نامه‌ی دکتری آقای حسین افشار و
با همکاری دکتر موسوی نائینیان و دکتر گودرز احمدی انجام شده ـ در
مجله‌یInternational Communications in Heat and Mass Transfer (جلد ۳۶، صفحات
۱۰۶۶- ۱۰۶۰، سال ۲۰۰۹) منتشر شده‌است.
|
