دانلود پروژه بررسی اثر نانو ذرات بر انتقال حرارت سیالات

مقدمه

تحقیقات اخیر روی نانوسیالات، افزایش قابل توجهی را در هدایت حرارتی آنها نسبت به سیالات بدون نانوذرات و یا همراه با ذرات بزرگ‌تر (ماکرو ذرات) نشان می‌دهد. از دیگر تفاوت‌های این نوع سیالات، تابعیت شدید هدایت حرارتی از دما، همچنین افزایش فوق‌العاده فلاکس حرارتی بحرانی در انتقال حرارت جوشش آنهاست. نتایج آزمایشگاهی به دست آمده از نانوسیالات نتایج قابل بحثی است که به عنوان مثال می‌توان به انطباق نداشتن افزایش هدایت حرارتی با تئوری‌های موجود اشاره کرد.

این امر نشان دهنده ناتوانی این مدل ها در پیش‌بینی صحیح خواص نانوسیال است. بنابراین برای کاربردی کردن این نوع از سیالات در آینده و در سیستم‌های جدید، باید اقدام به طراحی و ایجاد مدل‌ها و تئوری‌هایی شامل اثر نسبت سطح به حجم و فاکتورهای سیالیت نانوذرات و تصحیحات مربوط به آن کرد.

ﺑﻴﺸﺘﺮﻳﻦ ﺗﺎﺛﻴﺮ ﺫﺭﺍﺕ ﻧﺎﻧﻮ ﺩﺭ ﺧﻮﺍﺹ ﺍﻧﺘﻘﺎﻟﻲ ﺍﻳﻦ ﺳﻴﺎﻝ ﺑﻪ ﻭﻳﮋﻩ ﺩﺭ ﺧﻮﺍﺹ ﺍﻧﺘﻘﺎﻝ ﺣﺮﺍﺭﺕ ﻣﻲ‬ ‫ﺑﺎﺷﺪ ﺑﻴﺸﺘﺮﻳﻦ ﮐﺎﺭﺑﺮﺩﻱ ﮐﻪ ﺑﺮﺍﻱ ﻧﺎﻧﻮ ﺳﻴﺎﻻﺕ ﺫﮐﺮ ﺷـﺪﻩ ﺍﺳـﺘﻔﺎﺩﻩ ﺩﺭ ﺻـﻨﻌﺖ ﺣﻤـﻞ ﻭ ﻧﻘـﻞ ﻣـﻲ ﺑﺎﺷـﺪ.‬ ‫ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﺍﻳﻦ ﻣﻮﺍﺩ ﺑﻪ ﺻﻮﺭﺕ ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ ﻭﻏﻴﺮ ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ ﻣﻘﺪﺍﺭ ﺍﻧﺮﮊﻱ ﻣﺼﺮﻓﻲ ﺭﺍ ﮐـﺎﻫﺶ ﻣـﻲ ﺩﻫـﺪ در ﻫﻤﻴﻦ ﺭﺍﺳﺘﺎ ﻣﻲ ﺗﻮﺍﻥ ﺍﺯ ﻧﺎﻧﻮ ﺳﻴﺎﻻﺕ ﺩﺭ ﻣﺒﺪﻝ ﻫﺎﻱ ﺣﺮﺍﺭﺗﻲ ﮐﻪ ﻣﻨﺠﺮ ﺑـﻪ ﮐـﺎﻫﺶ ﭼـﺸﻤﮕﻴﺮﻱ ﺩﺭ ﺩﺑـﻲ‬ ‫ﺳﻴﺎﻝ ﻋﺎﻣﻞ ﻣﻲ ﺷﻮﺩ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﮐﺮﺩ , ﮐﻪ ﺩﺭ ﻧﻬﺎﻳﺖ ﻣﺒﺪﻝ ﻫﺎﻱ ﺣﺮﺍﺭﺗﻲ ﺑﺎ ﺍﻧﺪﺍﺯﻩ ﻭ ﻭﺯﻥ ﮐﻤﺘـﺮ ﻃﺮﺍﺣـﻲ ﻣـﻲ‬ ‫ﺷﻮﺩ ﮐﻪ ﺩﺭ ﺻﻨﺎﻳﻊ ﻫﻮﺍ ﻭ ﻓﻀﺎ ﻭ ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺩﺭ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻫﺎﻱ ﻣﻴﮑﺮﻭ ﺍﻟﮑﺘﺮﻭ ﻣﮑﺎﻧﻴﮏ ﻧﻴﺎﺯ ﺑﻪ ﭼﻨـﻴﻦ ﺳﻴـﺴﺘﻢ ‫ﻫﺎﻳﻲ ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺍﺣﺴﺎﺱ ﻣﻲ ﺷﻮﺩ.

در ابتدای این پژوهش نگاهی گذرا بر نانو تکنولوژی و تاریخچه آن می اندازیم سپس به طور تخصصی به مطالعات انجام شده بر روی نانو ذرات، نانو سیالات و اثرات آنها بر انتقال حرارت داریم .

تاریخچه فناوری نانو

در طول تاریخ بشر از زمان یونان باستان، مردم و به‌خصوص دانشمندان آن دوره بر این باور بودند که مواد را می‌توان آنقدر به اجزاء کوچک تقسیم کرد تا به ذراتی رسید که خردناشدنی هستند و این ذرات بنیان مواد را تشکیل می‌دهند، شاید بتوان دموکریتوس فیلسوف یونانی را پدر فناوری و علوم نانو دانست چرا که در حدود ۴۰۰ سال قبل از میلاد مسیح او اولین کسی بود که واژه اتم را که به معنی تقسیم‌نشدنی در زبان یونانی است برای توصیف ذرات سازنده مواد به کار برد.

با تحقیقات و آزمایش‌های بسیار، دانشمندان تاکنون ۱۰۸ نوع اتم و تعداد زیادی ایزوتوپ کشف کرده‌اند. آنها همچنین پی برده اند که اتم‌ها از ذرات کوچکتری مانند کوارک‌ها و لپتون‌ها تشکیل شده‌اند. با این حال این کشف‌ها در تاریخ پیدایش این فناوری پیچیده زیاد مهم نیست.

نقطه شروع و توسعه اولیه فناوری نانو به طور دقیق مشخص نیست. شاید بتوان گفت که اولین نانوتکنولوژیست‌ها شیشه‌گران قرون وسطایی بوده‌اند که از قالب‌های قدیمی  برای شکل‌دادن شیشه‌هایشان استفاده می‌کرده‌اند. البته این شیشه‌گران نمی‌دانستند که چرا با اضافه‌کردن طلا به شیشه رنگ آن تغییر می‌کند.

در آن زمان برای ساخت شیشه‌های کلیساهای قرون وسطایی از ذرات نانومتری طلا استفاده می‌‌شده است و با این کار شیشه‌های رنگی بسیار جذابی بدست می‌آمده است. این قبیل شیشه‌ها هم‌اکنون در بین شیشه‌های بسیار قدیمی یافت می‌شوند. رنگ به‌وجودآمده در این شیشه‌ها برپایه این حقیقت استوار است که مواد با ابعاد نانو دارای همان خواص مواد با ابعاد میکرو نمی‌باشند.