بررسی خواص ترموفیزیکی و عملکرد حرارتی و افت فشار نانوسیال محتوی گرافن عامل دار شده با پلی وینیل الکل

عدم پراکندگی مناسب و ناپایدار بودن سوسپانسیون های نانو صفحات گرافنی در محیط های آلی و آبی و همچنین عدم برهمکنش بین آنها و مواد دیگر از مشکلات اصلی استفاده از این مواد می باشد. از این رو در پژوهش حاضر، جهت پراکندگی مناسب نانو صفحات گرافنی در محیط های آبی، به منظور عامل دار کردن نانو صفحات گرافنی به صورت کووالانسی، ابتدا گروه های اکسیدی بر روی نانو صفحات گرافنی به وجود آمده است. سپس، با ایجاد پیوند آبدوست پلی وینیل الکل با طول بلندتر به گروه های اکسیدی، مشکل پایداری حل شده است. بنابراین، بعد از اتصال پلی وینیل الکل را به گروه های اکسیدی موجود بر روی نانو صفحات گرافنی، ساختار و مورفولوژی نانو صفحات گرافنی عامل دار شده به صورت کووالانسی به ترتیب توسط دستگاه های رامان (Raman) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مورد تایید قرار گرفته است. پس از آن، نانوسیال آب/ نانو صفحات گرافنی-پلی وینیل الکل در غلظت های وزنی ۰۲۵/۰، ۰۵/۰ و ۱/۰ درصد تهیه شده است. پایداری و خواص ترموفیزیکی از قبیل هدایت حرارتی،ویسکوزیته و دانسیته نانو سیالات فوق الذکر مورد مطالعه قرار گرفته است. سپس، ضریب انتقال حرارت جابه جایی، افت فشار، ضریب عملکرد و توان پمپاژ نانوسیالات تهیه شده در غلظت های وزنی مختلف در دستگاه آزمایشگاهی تحت شدت جریان درهم (۰۳/۰ تا ۱۲/۰ لیتر بر ثانیه) مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داده است که با افزایش غلظت وزنی و شدت جریان ضریب انتقال حرارت جابه جایی بهبود یافته است. اما این بهبود برای نانوسیال آب/ نانو صفحات گرافنی-پلی وینیل الکل در همه غلظت ها نسبت به آب خالص بیشتر بوده است.

کلیدواژه ها:

" نانوسیال" ، " نانو صفحات گرافنی" ، " عامل دار کردن" ، " انتقال حرارت" ، " خواص ترموفیزیکی"