محقق دانشگاه فردوسی مشهد اقدام به بررسی تأثیر حضور نانوذرات در افزایش کارایی دستگاه‌های خنک کننده‌ی مورد استفاده در صنایع متفاوت نمودند. استفاده از این نتایج سبب کاهش هزینه‌های مصرف انرژی خواهد شد.
مشهد: افزایش بازده دستگاه‌های خنک کننده در صنایع
یکی از ابزارهای پرکاربرد در صنعت، دستگاه‌های خنک کننده است. در این میان، لوله‌های حرارتی دوفازی، در صنایع و حتی ساخت سدهای مصنوعی و پدیده‌های زیست محیطی کاربرد وسیعی دارند.
مهدی شنبدی، مجری این طرح در توضیح ضرورت انجام این پژوهش بیان کرد: «امروزه صرفه‌جویی در بخش انرژی، اصلی‌ترین نگرانی صنایع مختلف است. لذا هدف از این کار، صرفاً در بهینه سازی مصرف انرژی در لوله‌های حرارتی دوفازی خلاصه گردید. برای میسر شدن این موضوع، سیالی جدید با بازده انتقال حرارت بالا سنتز گردیده است. این سیال دارای پایه‌ای از خانواده نانوساختارهای کربنی (گرافن چند لایه) است.»
مهدی شنبدی، مجری این طرح در توضیح ضرورت انجام این پژوهش بیان کرد: «امروزه صرفه‌جویی در بخش انرژی، اصلی‌ترین نگرانی صنایع مختلف است. لذا هدف از این کار، صرفاً در بهینه سازی مصرف انرژی در لوله‌های حرارتی دوفازی خلاصه گردید. برای میسر شدن این موضوع، سیالی جدید با بازده انتقال حرارت بالا سنتز گردیده است. این سیال دارای پایه‌ای از خانواده نانوساختارهای کربنی (گرافن چند لایه) است.»
افزایش بازده لوله‌ی حرارتی به معنای افزایش توان استخراج گرما (انتقال حرارت) از منابع گرما مانند راکتورهای شیمیایی و یا حتی CPU های کامپیوتر با کانال‌هایی در اندازه‌ی میکرو است. در این طرح سیال همگن حاوی گرافن چند لایه به روش مایکروویو سنتز و به خدمت گرفته شده است.
به گفته‌ی شنبدی، افزایش توان انتقال حرارت می‌تواند منجر به کاهش قیمت لوله‌های حرارتی دو فازی یا کاهش تعداد آن گردد. از طرفی می توان سیکل حرارتی را در دمای پایین‌تر اجرایی کرد که طبعاً کاهش مصرف انرژی را به دنبال خواهد داشت.
وی در ادامه افزود: «بعد از سنتز گرافن‌های چند لایه‌ای آب دوست، ما توانستیم روشی به مراتب ساده و تک مرحله‌ای را به کار ببریم که جزییات کلی روش به زودی منتشر خواهد شد. بسیاری از روش‌های متداول تهیه سیال‌های همگن، مانند اختلاط و حرارتی- برگشتی بسیار زمان بر و پر هزینه است.»
ضریب انتقال حرارت آب و بسیاری از سیالات مادر در صنایع بسیار پایین است. با توجه به بررسی‌های صورت گرفته توسط این گروه، گرافن چند لایه داری ضریب انتقال حرارت بسیار بالایی است و تلفیق آن با آب می‌تواند ضعف آب در انتقال حرارت را تا حد زیادی جبران کند. متأسفانه مشکل استفاده از گرافن عدم تمایل آن به پراکندگی همگن در محیط‌های آبی است. راه حل‌های ارائه شده تا کنون بسیار زمان بر و گران بودند. در این طرح به کمک روش مایکروویو، گوشه‌های گرافن با عامل‌های آب دوست تلفیق شده و نهایتاً سیالی به مراتب همگن تولید شده که حتی در غلظت‌های وزنی پایین عملکرد فوق العاده‌ای را در انتقال حرارت داشته‌اند.
این تحقیقات حاصل همکاری مهدی شنبدی، دانشجوی دکترای مهندسی شیمی دانشگاه فردوسی مشهد، احمد امیری و پرفسور گودرز احمدی، رییس دانشکده هوا و فضا و مکانیک دانشگاه کلارسون آمریکا، بوده است. نتایج این کار در مجله‌ی (Energy Conversion and Management) انتشار یافته است.
به گفته‌ی شنبدی، افزایش توان انتقال حرارت می‌تواند منجر به کاهش قیمت لوله‌های حرارتی دو فازی یا کاهش تعداد آن گردد. از طرفی می توان سیکل حرارتی را در دمای پایین‌تر اجرایی کرد که طبعاً کاهش مصرف انرژی را به دنبال خواهد داشت.
وی در ادامه افزود: «بعد از سنتز گرافن‌های چند لایه‌ای آب دوست، ما توانستیم روشی به مراتب ساده و تک مرحله‌ای را به کار ببریم که جزییات کلی روش به زودی منتشر خواهد شد. بسیاری از روش‌های متداول تهیه سیال‌های همگن، مانند اختلاط و حرارتی- برگشتی بسیار زمان بر و پر هزینه است.»
ضریب انتقال حرارت آب و بسیاری از سیالات مادر در صنایع بسیار پایین است. با توجه به بررسی‌های صورت گرفته توسط این گروه، گرافن چند لایه داری ضریب انتقال حرارت بسیار بالایی است و تلفیق آن با آب می‌تواند ضعف آب در انتقال حرارت را تا حد زیادی جبران کند. متأسفانه مشکل استفاده از گرافن عدم تمایل آن به پراکندگی همگن در محیط‌های آبی است. راه حل‌های ارائه شده تا کنون بسیار زمان بر و گران بودند. در این طرح به کمک روش مایکروویو، گوشه‌های گرافن با عامل‌های آب دوست تلفیق شده و نهایتاً سیالی به مراتب همگن تولید شده که حتی در غلظت‌های وزنی پایین عملکرد فوق العاده‌ای را در انتقال حرارت داشته‌اند.
این تحقیقات حاصل همکاری مهدی شنبدی، دانشجوی دکترای مهندسی شیمی دانشگاه فردوسی مشهد، احمد امیری و پرفسور گودرز احمدی، رییس دانشکده هوا و فضا و مکانیک دانشگاه کلارسون آمریکا، بوده است. نتایج این کار در مجله‌ی (Energy Conversion and Management) انتشار یافته است.
