انتقال گرما به وسيله نانو سيالات
چکيده :
اخيراً استفاده از نانوسيالات که در حقيقت سوسپانسيون پايداري از نانو فيبر ها و نانورزات جامد هستند به عنوان راهبردي جديد در عمليات انتقال حرارت مطرح شده است .
تحقيقات اخير روي نانو سيالات ، افزايش قابل توجهي را در هدايت حرارتي آنها نسبت به سيالات بدون نانوزات ديا همراه با ذرات بزرگتر (ماکرو ذرات) نشان مي دهد . از ديگر تفاوت هاي اين نوع سيالات ، تابعيت شديد هدايت حرارتي از دما ، همچنين افزايش فوق العاده فلاکس حرارتي بحراني در انتقال حرارت جوشش آنهاست .
بيشترين افزايش هدايت حرارتي در سوسپانسيون نانو لوله هاي کربني گزارش شده از اين رو توجه بسياري از دانشمندان در سالهاي اخير به استفاده از انواع نالوله ها در سيالات انتقال دهنده حرارت متمرکز شده است .
نتايج آزمايشگاهي بدست آمده از نانوسيالات نتايج قابل بحثي است که به عنوان مثال مي توان به انطباق نداشتن افزايش هدايت حرارتي با تئوري هاي موجود اشاره کرد . اين امر نشان دهنده ناتواني اين مدلها در پيش بيني صحيح خواهي نانوسيال است . بنابر اين براي کاربردي کردن اين نوع از سيالات در آينده و در سيستم هاي جديد ، بايد اقدام به طراحي ، ايجاد مدلها و تئوري هايي شامل اثر نسبت حجم به سطح و فاکتورهاي سياست نانوذره و تصحيحات مربوط به آن کرد .
مقدمه
سيستم هاي خنک کننده ، يکي از مهم ترين دغدغه هاي کارخانه ها و صنايعي مانند ميکروالکترونيک و هر جايي است که به نوعي با انتقال گرما رو به رو باشد با پيشرفت فناوري در صنايعي مانند ميکرو الکترونيک که در مقياس هاي زير صد نانومتر عمليات هاي سريع و حجيم با سرعت هاي بسيال بالا (چند گيگاهرتز) اتفاق مي افتد و استفاده از موتوهايي با توان و بار حرارتي بالا اهميت بسزائي پيدا مي کند ، استفاده از سيستم هاي خنک کننده پيشرفته و بهينه ، کاري اجتناب ناپذير است . بهينه سازي سيستم هاي انتقال حرارت موجود ، در اکثر مواقع به وسيله افزايش سطح آنها صورت مي گيرد که همواره باعث افزايش حجم واندازه اين دستگاهها مي شود ، لذا براي غلبه بر اين مشکل به خنک کننده هاي جديد و موثر نياز است و نانو سيالات[1]به عنوان راهکاري جديد در اين زمينه مطرح شده اند .
نانوسيالات متشکل از سوسپانسيوني[2]از نانو ذرات جامد يا فيبر ها با اندازه کمتر از nm 100 در يک مايع پايه مي باشد در واقع بخش خوب ذرات جامد در يک مايع عموماً به نام سوسپانيسون کلوئيدال شناخته مي شوند . سيستم هاي کلوئيدال بسيار کاربرد دارند آنها در طبيعت در سلولهاي زنده ديده مي شود همچنين در بسياري از واکنش هاي شيميايي حضور دارند در بسياري از سيستم ها واسطه پايه آب بوده و ذرات به صورت ماکرو مولکولها يا توده اي از مولکولها مي باشند کلوئيدها به خاطر خصوصيات رئولوژيکالشان بسيار مورد توجه مي باشد آنها رفتار برشي[3] جالبي از خود بروز مي دهند بسته به سرعت برش ، ضخامت و نازکي برشي مي تواند مشاهده شود نازکي به يک کاهش در سيکوزيته موثر بر مي گردد و ضخامت ناشي از افزايش در وسيکوزيته موثر مي باشد .

[1] Nano fluids
[2] Shear behavior
[3] Shear behavior