به‌دست‌ آوردن ضريب انبساط حرارتي حجمي نانوذرات مختلف در روغن توربوكمپرسور

Measurment of volumetric thermal expansion coefficient of various nanofluids in turbine oil

در اين مقاله، ضريب انبساط حرارتي حجمي نانوسيال‌هاي دي‌اكسيد تيتانيوم، اكسيد‌مس و دي‌اكسيد آلومينيوم در روغن توربوكمپرسور با غلظت‌هاي 0، 02/، 5/0 و 0/8 درصد وزني بررسي شده است. نانوذرات مورد استفاده به‌وسيله‌ي امواج اولتراسونيك در مدت زمان 20 دقيقه در روغن توربين پراكنده شده‌اند. ضريب انبساط حرارتي حجمي يكي از خواص ترموفيزيكي مهم نانوسيال است، مخصوصاً در جالي كه از انتقال حرارت جابه‌جايي آزاد در كاربردهاي سردسازي به‌منظور حذف حرارت استفاده مي‌شود. به‌منظور اندازه‌گيري اين ضريب، از يك پيكنومتر با حجم 50 ميلي‌متر استفاده شده است. نانوسيال مورد نظر را درون پيكنومتر ريخته، پس از وزن كردن، درون حمام آب قرار داده، از دماي اتاق تا 75 درجه سانتي‌گراد گرم كرده و افزايش حجم و به‌تبع كاهش وزن ثبت مي شود. با استفاده از تغيير وزن نانوسيال ضريب انبساط حرارتي حجمي محاسبه و با سيال پايه مقايسه شده است. بررسي نتايج نشان مي‌دهد كه افزودن نانوذرات به روغن و افزايش غلظت آن، باعث كاهش ضريب انبساط حرارتي حجمي در مقايسه با سيال پايه مي‌شود. احتمالاً طريقه‌ي تقابل و برهمكنش مولكول‌هاي نانوذرات با سيال پايه منجر به كاهش ضريب انبساط حراراتي حجمي نانوسيال شده و به‌نظر مي‌رسد افزايش غلظت نانوذرات باعث كاهش نيروي شناوري و در نتيجه كاهش اين ضريب شده است. در مطالعات مشابه، هر دو حالت افزايش و كاهش ديده مي‌شود.

The volumetric thermal expansion coefficient (B) is an important physical property, which plays a major role in many heat removal systems by natural convection. In this work, we evaluated the B coefficients of CuO, TiO2 and Al2O3/Turbine oil nanofluids. Nanoparticles were dispersed in oil by sonication and nano?uids were used with different weight percents of nanoparticle up to % 0.8. Each nanofluid was filled in a pycnometer and heated in a water bath from room temperature to a maximum of about 75°C and the increase in volume due to heat addition and decrease in mass due to nanofluid overflowing was recorded. The volumetric thermal expansion due to heating for each nanofluid was calculate from , Where, m1 and m2 are weigh of nanofluids in the temperature, T1 and T2, respectively; then was compared to that for the base fluid for same increase in the temperature. The experimental results show that the B coefficient of nanofluids decreases with increasing the concentration of nanoparticles. However, in the literature, different behaviors of B (enhancement or deterioration) have been observed depending on experimental conditions. The way that nanoparticles interact with the base fluid and complex interaction of nanoparticles with oil molecules leading to decrease in the thermal expansion coefficient of nanofluid.