بررسی پایداری نانوسیال هیبریدی CuO-Al۲O۳ در حضور سورفکتانت های نوین EGMS و EGDS با رویکرد کاربرد در سیستم های انتقال حرارت صنایع نفت، گاز و پتروشیمی

در این پژوهش پایداری نانوسیال هیبریدی حاوی نانوذرات اکسید مس (CuO) و اکسید آلومینیوم (Al۲O۳) در حضور سورفکتانت های غیر یونی EGMS و EGDS به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفت. هدف اصلی، دستیابی به یک نانوسیال پایدار برای کاربردهای بالقوه در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی بود. به منظور ارزیابی پایداری از دو رویکرد مکمل شامل بررسی بصری ته نشینی در بازه زمانی ۳۰ روزه و تحلیل کمی با استفاده از طیف سنجی UV-Vis بهره گرفته شد. نتایج مشاهدات تصویری نشان داد که در نمونه های فاقد سورفکتانت، فرآیند ته نشینی به سرعت رخ داده و با تشکیل کلوخه های بزرگ جدایش فازی کامل در طول زمان اتفاق می افتد. در مقابل، حضور سورفکتانت موجب حفظ یکنواختی کدورت و جلوگیری از تشکیل فاز شفاف در بخش فوقانی سیال گردید که بیانگر پایداری بالاتر سیستم است. نتایج کمی حاصل از آزمون UV-Vis نیز این روند را تایید کرد، به طوری که شاخص پایداری (SI) در حضور سورفکتانت برای EGMS و EGDS به ترتیب به مقادیر حدود ۹.۳ و ۸.۵ رسید، در حالی که در غیاب سورفکتانت این مقادیر به حدود ۰.۲ و ۰.۱ کاهش یافت. این اختلاف قابل توجه نشان دهنده نقش اساسی سورفکتانت در جلوگیری از تجمع و ته نشینی نانوذرات است. مقایسه عملکرد سورفکتانت ها نشان داد که EGDS به دلیل ساختار دو زنجیره ای خود با ایجاد ممانعت فضایی قوی تر عملکرد بهتری نسبت به EGMS در پایدارسازی نانوسیال دارد. در مجموع، نتایج این پژوهش نشان می دهد که پایداری نانوسیالات هیبریدی به طور مستقیم به انتخاب نوع سورفکتانت و شرایط محیطی وابسته است و بهینه سازی این پارامترها می تواند به توسعه سیالات پایدار با قابلیت کاربرد در سیستم های انتقال حرارت و فرآیندهای صنعتی در حوزه نفت، گاز و پتروشیمی منجر شود.

کلیدواژه ها:

نانوسیال هیبریدی ، پایداری ، نانوسیال اکسید مس (CuO) ، اکسید آلومینیوم (Al۲O۳) ، سورفکتانت غیر یونی ، صنایع نفت و گاز