مطالعه اثر نانوذرات بر خواص ترموفیزیکی و رفتار رئولوژیکی سیال خنک کاری در موتورهای احتراقی

سیستم خنک ­کننده یکی از مهم ترین مجموعه های تاثیرگذار بر کارکرد موتور می باشد. این سیستم انتقال حرارت و اقتصاد سوخت را افزایش می دهد که منجر به بهبود عملکرد موتور می شود. اغلب موتورهای احتراق داخلی سیال خنک کننده دارند که می تواند هوا یا خنک کننده مایع باشد که در مبدل حرارتی (رادیاتور) جریان داشته و به وسیله هوا خنک می شود. برای گردش سیال در این سیستم خواص رئولیژیکی و ترموفیزیکی نانوسیال برای محاسبات پمپاژ عملکرد اهمیت بسیار بالایی دارد. انتقال حرارت درون رادیاتور می تواند از راه افزایش سطح انتقال حرارت و افزایش ضریب انتقال حرارت افزایش یابد. ضریب انتقال حرارت می تواند با استفاده از روش های انتقال حرارت مناسب تر و یا از راه بهبود خواص ترموفیزیکی ماده انتقال حرارت مانند سیالات خنک ساز افزایش یابد. در این مطالعه، خواص ترموفیزیکی سیال پایه که محلولی از آب مقطر و اتیلن گلیکل با درصد حضور برابر است، پس از افزودن نانوذرات دی اکسید تیتانیم و دی اکسید سیلیسیم در دو دمای ۳۰ و ۶۰ درجه سانتیگراد بررسی گردیده است. لزجت، تنش برشی و ضریب انتقال حرارت هدایت نانوسیال تهیه شده در دو غلظت حجمی ۱ و ۲ درصد اندازه گیری و با مدل های تئوری متفاوت صحت سنجی شده اند. نتایج، نشان دهنده بهبود انتقال حرارت به میزان ۸ و ۱۷ درصد به ترتیب برای دماهای ۳۰ و ۶۰ درجه سانتیگراد است. رفتار رئولوژیکی نانوسیال تهیه شده در دو غلظت حجمی ۱ و ۲ درصد بررسی و با مدل های تئوری متفاوت صحت­ سنجی شده اند. همچنین، نتایج نشان ­دهنده کاهش مقدار تنش برشی با افزایش دما و افزایش آن با افزایش غلظت حجمی نانوذرات می باشد.

کلیدواژه ها:

نانو سیال خنک کاری ، ضریب انتقال حرارت جابجایی ، لزجت ، تنش برشی ، سیال غیر نیوتونی ، نانو دی اکسید تیتانیم ، نانو دی اکسید سیلیسیم