کاظم مطهری (بازنشسته)

فناوری نانو یک علم میان رشته ای است که در دهه ی اخیر به تمامی گرایش های علمی راه یافته است. از این میان کاربرد آن در رشته مهندسی شیمی و خصوصاً در زمینه ی مهندسی انتقال حرارت منجر به معرفی مفهومی به نام نانوسیال شده است. نانوسیال نوع پیشرفته تری از سیالات معمولی انتقال حرارت که عمدتاً شامل آب، روغن و اتیلن گلیکول می شوند، می باشد. در نانوسیالات ویژگی های انتقال حرارتی (هدایت حرارتی و ضریب انتقال حرارت حرارتی) و خواص رئولوژیکی (لزجت) نسبت به خواص سیالات معمولی بهبود یافته اند. از این رو دانستن خواص این نوع سیالات که امید می رود در آینده ای نه چندان دور کاربردهای فراوانی در طراحی سیستم های انتقال حرارت داشته باشد امری ضروری به نظر می آید. روغن موتور علاوه بر استفاده به عنوان سیال خنک کننده، به عنوان سیال روانکار در موتورهای داخلی، ژنراتورهای دیزل، ماشین آلات کشاورزی، خودروها و ماشین آلات صنعتی دیگر استفاده میشود. استفاده مناسب از روغن موتور منجر به افزایش راندمان، کاهش مصرف سوخت و دوام بیشتر موتور میشود. در این تحقیق، تاثیر افزودن نانوذرات اکسید سیلیسیوم و نانولوله چند جداره بر روی لزجت و ضریب انتقال حرارت جابجایی روغن موتور به عنوان سیال پایه، در دما و غلظت های مختلف به صورت آزمایشگاهی بررسی شده است. آزمون های لزجت در کسرهای حجمی 05/0 تا 0/1 درصد در محدوده دمایی 40 تا 100C انجام شد. اندازهگیری لزجت نشان داد که افزایش کسر حجمی نانوذرات سبب افزایش لزجت نانوسیال و بالعکس افزایش دما موجب کاهش لزجت می شود. براساس داده های آزمایشگاهی، بیشترین افزایش لزجت نانوسیال نسبت به سیال پایه 170 درصد بود که برای کسر حجمی 1 درصد در دمای °C 100 مشاهده شد. پس از آن رابطه ای دقیق بر حسب غلظت حجمی و دما به منظور پیشگویی لزجت دینامیکی نانوسیال مورد نظر ارائهشد. همچنین با استفاده از یک مبدل حرارتی شار ثابت، ضریب انتقال حرارت جابجایی نانوسیال در دبی ها و کسرهای حجمی مختلف اندازه گیری شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش دبی و افزایش کسرحجمی نانوذرات، ضریب انتقال حرارت جابجایی به میزان قابل توجهی افزایش می یاید. از طرف دیگر میزان حرارت جذب شده توسط نانوسیال ها بیشتر از سیال معمولی است و در بین کسرهای حجمی بررسی شده، میزان کمترین اتلاف حرارتی برابر 15 درصد بود که مربوط به نانوسیال با بیشتری