A nanofolyadékok hővezető képessége és viszkozitása
Bevezetés
A hővezető képesség az anyagok azon képessége, hogy hatékonyan elősegítsék a hőátadást. Az energiahatékony eszközök, szerszámok és szerkezetek tervezésében és gyártásában számtalan iparág függ a nagy hővezető képességű anyagoktól. Az alacsony hővezető képesség jelentős korlátot jelenthet a hőtechnológiák tervezésében, különösen azokban, amelyek hőátadó folyadékokat tartalmaznak. A hőátadó folyadékba beépített hővezető tulajdonságokkal rendelkező nanorészecskék olyan megoldást kínálnak, amely gyakran alkalmazható a keverékek hővezető képességének növelésére. A nanorészecskék vezetőképességi értéke általában magasabb, ami megfelelő koncentráció elérésekor elősegítheti a hatékonyabb hőátadást. A Thermtest kutatói által végzett kísérlet megvizsgálja a hővezető koromalapú nanorészecskékkel kevert etilén-glikol-oldószer hővel és mozgással kapcsolatos viselkedését.
Anyag
A korom a szén egy speciális típusa, amelyet gáz vagy folyékony szénhidrogének ellenőrzött környezetben történő hiányos égése és hőbomlása képez. Ez a folyamat finomszemcsés port eredményez, amely a világ 50 legtermeltebb vegyi anyagának egyike. A korom több mint 90% -át töltőanyagként használják a gumiiparban. Számos festék és pigment fontos alkotóeleme azonban. Ez egy olyan anyag, amelynek relatív vezetőképessége van, és az elektromos iparban használják elektródák és szénkefék gyártására.
Az etilén-glikol (CH2OH) 2 egy enyhén viszkózus, tiszta megjelenésű alkohol, lenyelve erősen mérgező az emberekre és az állatokra. Az etilén-glikol leggyakoribb alkalmazása az autóipari fagyálló. Ez egy olyan oldószer is, amelyet gyakran használnak hőátadó közegként. Ez az alkalmazási megjegyzés leírja, hogy az etilén-glikolban diszpergált korom nanorészecskék bizonyos koncentrációi hogyan befolyásolhatják a folyadékok hőátadó képességét.
1. ábra: Etilén-glikol minta üveg és porított korom minta
Hővezető módszerek és eredmények
A korom és az etilén-glikol 7 gömb alakú keverékének hővezető képességét a tranziens forró huzal (THW) módszerrel mértük. A THW-módszer a tudományos vezetőség körében elfogadott, mint a legmegbízhatóbb és legpontosabb módszer a hővezető képesség mérésére, néhány tized 1% -os pontossággal. Ehhez a kísérlethez a Thermest THW-L2 folyadék hővezető mérőjét használtuk (2. ábra). A vizsgált minták LITX ® korom koncentrációja 1, 2, 3, 5, 7, 9 és 11 tömeg% volt. Mindegyik koncentrációt centrifugális keverőbe helyeztük 5 percre 2000 fordulat/perc sebességgel. A keveréket egységesnek minősítették, amikor a minta fényesnek tűnt, amikor papírra terítették. A folyadék hővezetőképességét 20 és 30 ° C hőmérsékleten mértük. Az 1. táblázat a folyadékok hővezetési értékeit mutatja watt/perc/Kelvin fokban, a koncentráció függvényében.