به گزارش روز يكشنبه گروه علمي ايرنا از ستاد ويژه توسعه نانو رياست جمهوري، انتقال حرارت يكي از مسائل مهم در بسياري از صنايع از جمله صنايع نفت و گاز، صنايع توليد انرژي، صنايع غذايي و صنايع هسته‌اي به شمار مي‌رود. در بين صنايع مختلف، صنعت خودروسازي به دليل درآمدهاي قابل توجه، يكي از مهمترين بخش‌هاي اقتصاد محسوب مي‌شود و پيشرفت در اين صنعت بر صنايع ديگر نيز تأثيرگذار است.
يكي از اهداف اساسي صنعت خودروسازي دستيابي به موتورهايي با بازدهي بالاتر است. افزايش بازدهي حرارتي رادياتورها مي‌تواند راه رسيدن به هدف مذكور را هموار نمايد. تاكنون رويكردهاي متفاوتي از جمله بهينه‌سازي ابعاد رادياتورها، اضافه كردن فن‌هاي بيشتر، و استفاده از كانال‌هاي ميكروني جهت بهبود عملكرد رادياتورها مورد استفاده و ارزيابي قرار گرفته‌اند.
مهندس مهدي شنبدي در خصوص اهداف دنبال شده در اين طرح گفت: در اين تحقيق سيالي جديد با هدايت حرارتي بالا به‌منظور استفاده در سيستم خنك‌كننده خودرو سنتز شده است. اين سيال داراي پايه‌اي از خانواده‌ي نانوساختارهاي كربني است.
وي در ادامه افزود: استفاده از اين نانوسيال در سيستم خنك‌كننده موتور خودرو موجب بهبود عملكرد و افزايش بازدهي موتور خودرو مي شود. اين امر كاهش هزينه مربوط به مصرف انرژي را دنبال مي كند. به‌علاوه توليد اين نانوسيال با استفاده از روشي ساده و كم‌هزينه صورت گرفته است.
گرافن به دليل خواص ترموفيزيكي خوب خود از جمله هدايت حرارتي بالا مي‌تواند جهت افزايش ضريب انتقال حرارت سيالات مورد استفاده قرار گيرد. اما يكي از معايب گرافن كه كاربرد آن را با محدوديت مواجه كرده عدم تمايل به پراكندگي همگن در فاز مايع است. بدين معني كه نانوصفحات گرافن تمايل زيادي به اتصال به يكديگر از خود نشان مي‌دهند.
ازاين‌رو در اين طرح با جانشيني نيتروژن به جاي كربن در ساختار گرافن از به هم چسبيدگي اين نانوصفحات ممانعت شده و يك سيال حاوي آب و اتيلن گلايكول و نانوصفحات گرافني مچاله شده نيتروژن دار سنتز شده كه قابليت بالايي در خنك كردن موتور دارد.
به گفته شنبدي در اين طرح ابتدا گرافن نيتروژن دار شده با سطح فعال بسيار بالا سنتز شده و سپس به طراحي سيستم بهينه رادياتور خودرو پرداخته شده است. در ادامه يك سيال همگن حاوي گرافن مچاله شده نيتروژن دار و مخلوطي از آب و اتيلن گلايكول توليد شده است.
وي تصريح كرد:در نهايت نيز خواص ترموفيزيكي اين نانوسيال سنتز شده از قبيل ويسكوزيته، هدايت و ظرفيت حرارتي و هدايت الكتريكي بررسي شده است. همچنين تأثير اين نانوسيال بر عملكرد حرارتي رادياتور خودرو در شرايط آزمايشگاهي و صنعتي مورد ارزيابي قرار گرفته است.
اين تحقيقات حاصل تلاش‌هاي مهندس مهدي شنبدي- دانشجوي دكتراي دانشگاه فردوسي مشهد- و مهندس احمد اميري- دانشجوي دكتراي دانشگاه مالاياي مالزي- است. نتايج اين كار در مجله Chemical Engineering Journal (جلد 289، سال 2016، صفحات 583 تا 595) به چاپ رسيده است.
علمي(1)**1023**1440
تاریخ انتشار: ۲۶ اردیبهشت ۱۳۹۵ - ۰۸:۱۶
تهران-ايرنا-محققان دانشگاه هاي فردوسي مشهد و مالاياي مالزي در يك طرح مشترك آزمايشگاهي، موفق به توليد يك مايع حاوي نانوذرات شدند كه مي‌توان از آن به‌عنوان خنك‌كننده موتور خودرو در رادياتور استفاده كرد و كارايي و عملكرد خنك‌كنندگي آن را بهبود بخشيد.