ارائه یک مدل تجربی جدید برای پیش بینی ضریب هدایت حرارتی نانوسیال اکسید روی-اتیلن گلیکول بر اساس دما، اندازه و غلظت نانوذرات

سیالات معمولا ضریب هدایت حرارتی پایینی دارند، اما افزودن نانوذرات جامد این ویژگی را بهبود می بخشد. در این پژوهش، نانوذرات کروی اکسید روی (ZnO) با قطرهای ۱۰-۳۰، ۳۵-۴۵ و ۸۰-۱۰۰ نانومتر به روش دو مرحله ای در اتیلن گلیکول پایدار شدند. برای جلوگیری از تجمع ذرات، از سورفکتانت CTAB و همزن اولتراسونیک استفاده شد. نانوسیالات با کسرهای حجمی ۰.۲ تا ۱% و در دمای ۲۰ تا °C ۶۰ تهیه شدند. ضریب هدایت حرارتی با روش سیم داغ گذرا به کمک دستگاه KD۲-Pro اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که کاهش قطر نانوذرات، افزایش دما و افزایش کسر حجمی، هدایت حرارتی را به طور معناداری بهبود می دهند؛ به طوری که بیشترین افزایش (حدود ۱۸%) در بالاترین دما، کمترین اندازه ذرات و بیشترین کسر حجمی مشاهده شد. همچنین، تاثیر کسر حجمی در مقادیر پایین چشمگیرتر بود. افزایش دما با تضعیف پیوندهای مولکولی، انتقال حرارت را تسهیل کرد. مقایسه داده های آزمایشگاهی با مدل های تحلیلی نشان داد که اختلاف نتایج با افزایش دما و کسر حجمی بیشتر می شود. در نهایت، یک مدل تجربی چندمتغیره برای پیش بینی ضریب هدایت حرارتی نانوسیال ZnO/EG ارائه و اعتبارسنجی شد. این مدل وابستگی هدایت حرارتی به دما، اندازه و غلظت نانوذرات را با ۰.۹۴=۲R به خوبی توصیف می کند.

کلیدواژه ها:

نانوسیال ، کسر حجمی ، قطر نانوذرات ، ضریب هدایت حرارتی ، مدل تجربی