ميكروخنككنندهها و نانوسيال
بهبودميكروخنككنندهها با نانوسيال
محققان دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي، بر اين باورند كه استفاده از نانوسيال، عملكرد ميكروخنككنندهها را بهبود ميبخشد و موجب افزايش انتقال حرارت ميشود .
اين محققان پژوهشي به منظور تعيين ضريب انتقال حرارت در يک ميکروکانال و همچنين نحوه پخش نانوذرات در ميکروکانال انجام دادهاند .
مهندس حسين افشار از محققان اين طرح گفت: با توجه به اينکه در بحث نانوسيال فرض ميشود که مجموعه سيال پايه و نانوذرات، حالت يکنواختي داشته باشند، لذا ايجاد شرايطي که اين شرايط را پايدار نگه دارد، از اهميت ويژهاي برخوردار است و ميتواند بر انتقال حرارت نانوسيال بسيار موثر باشد. بنابراين در اين پژوهش سعي شده که به اين مهم پرداخته شود .
به طور کلي براي انتقال حرارتهاي بيش از ١٠٠ w/cm2 خنککنندههاي معمولي قابل استفاده نيستند و از ميکروخنککنندهها استفاده ميگردد.
يکي از روشهايي که ميتوان ضريب انتقال حرارت را در ميکروکانالها افزايش داد، افزايش ضريب هدايت حرارتي سيال است كه ميتوان از سيالاتي با ضريب هدايت حرارتي بيشتر استفاده نمود .
معمولا استفاده از سيالات با ضرايب هدايت حرارتي زياد، افت فشار زيادي را در بر خواهد داشت که استفاده از اين سيالات را غير عملي ميسازد. يک راه حل براي افزايش ضريب هدايت حرارتي سيال، استفاده از نانوذرات جامد با ضريب هدايت حرارتي زياد بهصورت غوطهور در سيال است .
دانشجوي دکتري دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي، براي انجام اين کار، با شناخت و مطالعه فيزيک مسئله در بحث جريان در ميکروکانالها و بررسي جريان لغزشي در ميکروکانالها، معادلات حاکم نانوذرات مورد نظر را در جريان لغزشي داخل ميکروکانال به کار برده و با استفاده از معادلات رياضي حاکم بر فيزيک مسئله و به کارگيري روشهاي جستجوي سريع براي تعيين موقعيت نانوذرات، حرکت براوني نانوذرات را که با توجه به کوچک بودن ذرات، تاثير بهسزايي در حرکت آنها دارد، مدلسازي کردهاست.
در پايان، موقعيت رهاسازي نانوذرات در نحوه پخش آنها در ناحيه ورودي ميکروکانال و نحوه پخش نانوذرات در ايجاد يک مخلوط همگن را تعيين كرده است .
وي با بيان اين مطلب که در اين پژوهش تاثير قطر نانوذرات و شرايط ميکروکانال در ايجاد نانوسيال همگن و انتقال حرارت نانوسيال حاصل، بررسي شدهاست، افزود: براي اين کار، نانوذرات بهطور مستقل در سيال بررسي شده و اثر سيال روي ذرات با استفاده از روش مدلسازي مستقيم مورد بررسي قرار گرفته است .
نتايج حاصل از اين پژوهش ميتواند در صنايع الکترونيک، جداسازي ذرات و همچنين در مبدلهاي حرارتي مورد نياز در صنايع مختلف از جمله نيروگاههاي حرارتي مورد استفاده قرار گيرد .
جزئيات اين پژوهش که با همکاري دکتر سيد مجتبي موسوي نائينيان، دکتر مهرزاد شمس و دکتر گودرز احمدي انجام شده، در مجله International Communications in Heat and Mass Transfer ) جلد ٣٦، صفحات ١٠٦٦-1060، سال ٢٠٠٩) منتشر شدهاست .