کاربرد نانو سیال در انتقال حرارت

نانو سیالات کاربردهای بی شماری دارند و به طور کلی به دو بخش انتقال حرارت و انتقال جرم تقسیم می شوند . در بخش انتقال حرارت ، از نانو سیالات در بخش سرمایش و گرمایش صنایع استفاده می شود و در بخش انتقال جرم از نانو سیالات در سیستم پزشکی و داروئی استفاده می شود . به این صورت که با استفاده از نانو سیالات دوز بالایی از دارو را می توان به مکان خاصی از بدن فرستاد بدون آنکه به بافتی از بدن آسیب برسد .

علت انتخاب نانو سیالات در بخش انتقال حرارت و انتقال جرم این است که اندازه این مواد نسبت به سوسپانسیون های معمولی مناسب تر است و خواص قابل توجهی در انتقال جرم ، هدایت حرارتی و ویسکوزیته  دارند . همچنین روش تهیه آنها آسان تر و وسکوزیته بهتری دارند .نانوسیال

انتقال حرارت در نانو سیالات :

انتقال حرارت در فرآیند های سرمایش و گرمایش سیالات نقش مهمی دارد . به همین جهت داشتن محیط های انتقال حرارت با راندمان بالا از اهداف صنایع است . برای این منظور روش های متاوتی برای افزایش نرخ انتقال حرارت گزارش شده است که این روش ها شامل فرآیند تولید ، حمل و نقل و الکترونیک است . این روش ها به مشکلاتی منجر شد که دلیل آن توجه نکردن به تاثیر ضریب انتقال حرارت سیالات در توسعه تجهیزات انتقال حرارت با بازدهی بالا ، بوده است .

سیالاتی خواص حرارتی بهتری دارند که دارای ترکیبات ریز فلزات و اکسید های فلز یباشند زیرا سیالاتی نظیر آب و روغن ضریب انتقال حرارتی پایینی دارند .

مشکلاتی که در تجهیزات انتقال حرارت بوجود آمده بدلیل مشکلات تکنولوژیکی بوده که فقط بر روی سوسپانسیون هایی با ذرات جامد متمرکز است که اندازه این ذرات در حد ۱ میلی متر یا حداکثر میکرو متر است . زیرا این ذرات به سرعت ته نشین می شوند و اگر قطر کانال نیز کم باشد ، مشکل ایجاد می کند که این مشکل افت فشار و خوردگی دیواره را در بر میگیرد .

این مشکلات با تولید ذرات نانو و تحول مفیدشان در روش های انتقال حرارت قابل حل شد و با کاهش ته نشینی و به دلیل اندازه کوچک ذرات و کسر حجمی پایین استفاده شده ، هزینه لازم برای نگهداری و انتقال سیال نیز کاهش یافت .

انتقال حرارت در کامیون های پیشرفته :

برای داشتن موتورهایی با نیروی بیشتر از یالاتی با ظرفیت گرمایی بالا جهت انتقال حرارت از موتور به رادیاتور استفاده می شود . در این فرآیند سیال بدون آنکه دمایش افزایش یابد و یا از سیال اضافه تری استفاده کند این حرارت را به آهستگی به محیط اطراف منتقل می کند . با توجه به نوع سیال رادیاتورهای متفاوتی لازم است . کار این سیالات به گونه ای است که با انتقال حرارت به محیط باعث بزرگی اندازه رادیاتورهای وسایل نقلیه می شود . در صورت امکان سرعت انتقال حرارت توسط سیال بالا رود ، موتورهای کامیون می توانند به علت کارکردن تحت دماهای بالاتر نیروی بیشتری تولید کنند .

 انتقال حرارت در موتورهای خنک کننده :

نانو سیالات با به کاربردن فناوری جدید در موتورهای خنک کننده باعث شده سیستم های خنک کننده تحت دماهای بالاتر کار کنند و گرمای بیشتری به محیط انتقال دهند . در نتیجه این عمل منجر به کاهش یافتن اندازه رادیاتورها شده و با حذف شدن تجهیزات اضافی از کامیون ها رفت و آمدها را آسان تر خواهد کرد .

انتقال حرارت در پزشکی :

نانو سیالات می توانند با افزایش حرارت ، سلولهای سرطانی را از بین ببرند بدون آنکه آسیبی به سلول های سالم نرسد ، همچنین با کاهش حرارت بعنوان خنک کننده در جراحی ها کاربرد دارند و با کاهش خطر آسیب عضو شانس زنده ماندن بیمار افزایش می دهند .

نتیجه گیری :

با توجه به خواص قابل توجه نانو سیالات و آسان کردن فرآیند های صنعتی توسط آنها ، می توان نانو سیالات را یکی از مناسب ترین و قوی ترین انتخاب در انتقال حرارت دانست . کوچک بودن ذرات در نانو سیال مشکلات خوردگی ، افت فشار و … را کاهش داده و سیال را پایدار تر کرده است . یکی از مورد های اساسی در انتقال حرارت این است که به دلیل بالا بودن ضریب هدایتی نانو ذرات در سیال پایه توزیع پیدا کرده و ضریب هدایت حرارتی سیال را افزایش می دهد .

منبع:parkedanesh.info, فریبا عبدالله زاده

نویسنده مطلب: مدیر

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *