بررسی ویژگی های گرمافیزیکی و شارش شناسی نانوذره‌های هیبریدی اکسیدهای فلزی آهن نقره–مس برپایه ساختار کربنی نقاط کوانتومی برای استفاده درسامانه‌های انتقال گرما در الگوی جریان آشفته
الموضوعات :حمید موسوی 1 , سیدمصطفی طباطبائی قمشه 2 , علیمراد رشیدی 3 , معصومه میرزائی 4
1 - دانشجوی دکترا گروه مهندسی شیمی، واحد ماهشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، ماهشهر، ایران
2 - استادیار گروه مهندسی شیمی، واحد ماهشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، ماهشهر، ایران
3 - استاد مهندسی شیمی، پژوهشکده نانو، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران.
4 - دانشیار گروه مهندسی شیمی، واحد ماهشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، ماهشهر، ایران
الکلمات المفتاحية: نانوسیال های پایه نقاط کوانتوم کربنی, ضریب رسانندگی گرمایی, ضریب انتقال گرما جابه‌جایی, نانوذره های هیبریدی,
ملخص المقالة :
در این پژوهش، نانوهیبرید های آهن- نقاط کوانتوم کربنی، نقره - نقاط کوانتوم کربنی و مس - نقاط کوانتوم کربنی با روش شیمیایی تر تهیه شدند. نمونه های تهیه شده با روش های پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR)، میکروسکوپی الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپی الکترونی عبوری (TEM) شناسایی شدند. همچنین، آزمون های پایداری پراکندگی نور پویا (DLS) و زتا (Zeta) نیز انجام شد. پس از تهیه نقاط کوانتوم کربنی CQDs))، این مواد با آهن ، نقره و مس هیبرید و در سیال پایه (آب) به طور یکنواخت با دستگاه فراصوت (کاوندی) پراکنده شدند. همچنین، گران روی و چگالی به صورت تابعی از غلظت نانوذره ها و دما بررسی شدند. با توجه به نتیجه های به دست آمده، تغییرهای چگالی و گران روی در غلظت های پایین نانوذره ها، قابل چشم پوشی بود. ضریب رسانندگی گرمایی (k) و ضریب انتقال گرما جابه جاییh) ) اندازه گیری شد تا بهبود انتقال گرما با نانوذره های تهیه شده ارزیابی شود. غلظت های تهی شده از این نانوذره ها به ترتیب 05/0 ،1/0 و 5/0درصد وزنی بودند. بیشترین بهبود در ضریب رسانندگی گرمایی 25 درصد در غلظت 5/0درصد وزنی در دمای C° 45 برای نانوذره های هیبریدشده مس- نقاط کوانتوم کربنی گزارش شد. همچنین، بیشترین بهبود در ضریب انتقال گرما جابه جایی درعدد رینولدز 15529 برای نانوذره های نقره–نقاط کوانتوم کربنی 29 درصد بود.
مراجع
[1] Sidik, N.A.C.; Mohammed, H.A.; Alawi, O.A.; Samion, S.; Inter.Comm. in H&M Transf. 54, 115-25, 2014.
[2] Haddad, Z.; Abid, C.; Oztop, H.F.; Mataoui, A.; J. Therm. Sci. 76, 168-89, 2014.
[3] Keblinski, P.; Eastman, J.A.; Cahill, D.G.; Materials Today 8(6), 36-44, 2005.
[4] Askari,S.; Lotfi, R.; Rashidi, A.; Koolivand, H.; Koolivand-Salooki, M.; Energy convers.& manag 128, 134-44, 2016.
[5] Cacua, K.; Ordoñez, F.; Zapata, C.; Herrera, B.; Pabón, E.; Buitrago-Sierra, R.; Physicochemical and Eng. Aspects 583, 123960, 2016.
[6] Xue, L.; Keblinski, P.; Phillpot, S.R.; Choi, S.U.S.; Eastman, J.A.; J. H.&.M Transf. 47(19-20), 4277-84, 2004.
[7] Ilyas, S.U.; Ridha, S.; Kareem, F.A.A.; A Physicochemical and Eng. Aspects 592, 124584, 2005.
[8] Keblinski, P.; Phillpot, S.R.; Choi, S.U.S.; Eastman, J.A.; J. H & M Trans. 45(4), 855-63, 2002.
[9] Safaei, A.; Nezhad, A.H.; Rashidi, A.; App.Therm. Eng. 170, 114991, 2020.
[10] Ahmed, M.S.; Elsaid, A.M.; App.Therm. Eng. 163, 114398, 2019.
[11] Chakraborty, S.; Panigrahi, P.K.; App. Therm. Eng. 115259, 2020.
[12] Choi, S.; Zhang, Z.; Yu, W.; Lockwood, F.; Grulke, E.; App. Physics Letters 79(14), 2252-4, 2001.
[13] Eastman, J.; Choi, S.; Li, S.; Yu, W.; Thompson, L.; App. Physics Letters 78(6), 718-20, 2001.
[14] Sadeghinezhad, E.; Togun, H.;Mehrali, M.; Sadeghi Nejad, P.; Ahan Latibari, S.; Abdulrazzaq, T,; Inter. J. of H & M Trans. 81, 41-51, 2015.
[15] Ghozatloo, A.; Rashidi, A.; Shariaty Niassar, M.; Exper.Therm. and Fluid Sci. 53, 136-41, 2014.
[16] Sudeep, P.M.; Taha Tijerina, J.; Ajayan, P.M.; Narayanan,T.N.; R.S.C Advances 4(47), 24887, 2014.
[17] Aravind, S.S.J.; Baskar, P.; Baby, T.T.; Sabareesh, R.K.; Das, S.; Ramaprabhu, S.; J. Physical Chemistry 11(34), 16737-44, 2011.
[18] Meibodi, M.E.; Vafaie Sefti, M.; Rashidi, A.M.; Amrollahi, A.; Tabasi, M.; Kalal, H.S.; Inter. Comm. in H & M Trans. 37(3), 319-23, 2010.
[19] Talaei, Z.; Mahjoub, A.R.; Rashidi, A.M.; Amrollahi, A.; Emami Meibodi, M.; International Comm. in H & M Trans. 38(4), 513-7, 2011.
[20] Sawai, O.; Oshima, Y.; J.Supercritical Fluids 47(2), 240-6, 2008.
[21] Jha, N.; Ramaprabhu, S.; J. Physical Chemistry 112(25), 9315-9, 2008.
[22] Theres Baby, T.; Sundara, R.; AIP Adv. 3(1), 012111, 2013.
[23] Patel, H.E.; Das, S.K.; Sundararajan, T.; Nair, A.S.; George, B.; Pradeep, T.; App. Physics Letters 83(14), 2931-3, 2003.
[24] Etefaghi, E.; Rashidi, A.M.; Gobadian, B.; Najafi, M.H.; Sidik, C.; Yadegari, A.; Wei Xian, H.; Inter. comm. in H & M trans. 90, 85-92, 2018.
[25] Jha, N.; Ramaprabhu, S.; J. Appl. Physics 106(8), 084317, 2009.
[26] Ahmadu, T.O.; Dandajeh, H.A.; FUOYE J. of Eng. and Tech. 4(2), 203-225, 2019.
[27] Chen, X.; Sun, F.; Lyu, D.; App. Therm. Eng. 162, 114252, 2019.
[28] Amini, M.; Zareh, M.; Maleki, S.; App. Therm. Eng. 175, 115268, 2020.
[29] Askari, S.; Lotfi, R.; Seifkordi, A.; Rashidi, A.M.; Koolivand, H.; Energy Conv. and Manag. 109, 10-8, 20016.
[30] Imani Mofrad, P.; Saeed, Z.H.; Shanbedi, M.; Energy Conv. and Management. 127, 199-207, 2016.
[31] Xie, X.; Zhang, Y.; He, C.; Xu, T.; Zhang, B.; Chen, Q.; Indus. & Eng.Chemistry Res. 56(20), 6022-34, 2017.
[32] Lee, P.; Meisel, D.; J. Phy. Che. 86(17), 3391-5, 1982.
[33] Stankovich, S.; Dikin, D.A.; Piner, R.D.; Kohlhaas, K.A.; Kleinhammes, A.; Jia, Y.; Carbon. 45(7), 158-65, 2007.
[34] Szabó, T.; Berkesi ,O.; Forgó, P.; Josepovits, K.; Sanakis, Y.; Petridis, D.; Chem. Mater. 18(11), 2740-9, 2006.
[35] Sarsam, W.S.; Amiri. A.; Kazi, S.; Badarudin, A.; Energy Conv. & Manag. 116, 101-11, 2016.
[36] Li, Y.; Tung, S.; Schneider, E.; Xi, S.; Powder Tec. 196(2), 89-101, 2009.
[37] Noroozi, M.; Zakaria, A.; Moksin, M,M.; Wahab, Z,A.; Abedini, A.; Inter. J molecular Sci. 13 (7), 8086-96, 2012.
[38] Sadeghi, R.; Etemad, S.G.; Keshavarzi, E.; Haghshenasfard, M.; Microfluidics and Nanofluidics 18(5-6), 1023-30, 2014.
[39] Askari, S.; Koolivand, H.; Pourkhalil, M.; Lotfi, R.; Rashidi, A.; J. Comm. in H & M Trans. 87, 30-9, 2017.
[40] Huang, J.; Wang, C.; Zhang, X.; Jia, W.; Ma, R.; Yang, Z.; Physicochemical and Eng. Aspects 581, 123805, 2019.
[41] Bazmi, M.; Askari, S.; Ghasemy, E.; Rashidi, A.; Ettefaghi, E.; J. Therm. Analysis & Cal. 138(1), 69-79, 2019.
[42] Shima, P.D.; Philip, J.; Ind. & Eng. Chemistry Res. 53(2), 980-8, 2014.
[43] Mahbubul, I.; Saidur, R.; Amalina, M.; J. H & M Transf. 55(4), 874-85 , 2012.
[44] Mishra, P.C.; Mukherjee, S.; Nayak, S.K.; Panda, A.; Inter. Nano Letters 4(4), 109-20, 2014.
[45] Agarwal, D.K.; Vaidyanathan, A.; Kumar, S.S.; Applied Thermal Engineering, 84, 64-73, 2015.
[46] Singh, R.; Sanchez, O.; Ghosh, S.; Kadimcherla, N.; Sen, S.; Balasubramanian, G.; Physics Letters 379(40), 2641-4, 2015.
[47] Estellé, P.; Materials Letters 138, 162-3, 2015.
[48] Kole, M.; Dey, T.; J.of App. Physics 113(8), 084307, 2013.
[49] Baby, T.T.; Sundara, R.; J. Phy. Chem. 115(17), 8527-33, 2011.
[50] Mukesh Kumar, P.; Kumar, J.; Tamilarasan, R.; Sendhilnathan, S.; Suresh, S.; Eng. J. 19(1), 67-83, 2015.
[51] Gnielinski, V.; Inter.Chemical Eng. 16(2), 359-68, 1976.
[52] Sadeghinezhad, E.; Mehrali, M.; Tahan Latibari, S.; Mehrali, M.; Kazi, S.; Oon, C.S.; Ind. & Eng. Chemistry Res. 53(31), 12455-65, 2014.
[53] Moffat ,R.; J. Fluids Eng. 104(2), 250-258, 1982.
[54] Yi, Y.; Jing, C.; Ning, W.; Donghu, M.; Lina, W.; Guohua, R.; Rongxin, Y.; Ning, Z.; Molecules 24(6), 1103, 2019.
[55] Xu, Y.; Bai, H.; Lu, G.; Li, C.; Shi, G.; J.American Chem. Society 130, 5856-5857, 2008.
[56] Pourhashem, S.; Ghasemy, E.; Rashidi, A.M.; Vaezi,M.R.; J. Alloys and Comp. 731, 1112-1118, 2018.
[57] Ardelean,I.; Cora, S.; J. Materials Sci. 19, 584-588, 2008.
[58] Reddy, K.; Sin, B.; Yoo, C.H.; Park, W.; Ryu, K.S.; Lee, J.; Sohn, D.; Lee, Y.; Scripta Materialia 58, 1010-1013, 2008.
_||_
مراجع
[1] Sidik, N.A.C.; Mohammed, H.A.; Alawi, O.A.; Samion, S.; Inter.Comm. in H&M Transf. 54, 115-25, 2014.
[2] Haddad, Z.; Abid, C.; Oztop, H.F.; Mataoui, A.; J. Therm. Sci. 76, 168-89, 2014.
[3] Keblinski, P.; Eastman, J.A.; Cahill, D.G.; Materials Today 8(6), 36-44, 2005.
[4] Askari,S.; Lotfi, R.; Rashidi, A.; Koolivand, H.; Koolivand-Salooki, M.; Energy convers.& manag 128, 134-44, 2016.
[5] Cacua, K.; Ordoñez, F.; Zapata, C.; Herrera, B.; Pabón, E.; Buitrago-Sierra, R.; Physicochemical and Eng. Aspects 583, 123960, 2016.
[6] Xue, L.; Keblinski, P.; Phillpot, S.R.; Choi, S.U.S.; Eastman, J.A.; J. H.&.M Transf. 47(19-20), 4277-84, 2004.
[7] Ilyas, S.U.; Ridha, S.; Kareem, F.A.A.; A Physicochemical and Eng. Aspects 592, 124584, 2005.
[8] Keblinski, P.; Phillpot, S.R.; Choi, S.U.S.; Eastman, J.A.; J. H & M Trans. 45(4), 855-63, 2002.
[9] Safaei, A.; Nezhad, A.H.; Rashidi, A.; App.Therm. Eng. 170, 114991, 2020.
[10] Ahmed, M.S.; Elsaid, A.M.; App.Therm. Eng. 163, 114398, 2019.
[11] Chakraborty, S.; Panigrahi, P.K.; App. Therm. Eng. 115259, 2020.
[12] Choi, S.; Zhang, Z.; Yu, W.; Lockwood, F.; Grulke, E.; App. Physics Letters 79(14), 2252-4, 2001.
[13] Eastman, J.; Choi, S.; Li, S.; Yu, W.; Thompson, L.; App. Physics Letters 78(6), 718-20, 2001.
[14] Sadeghinezhad, E.; Togun, H.;Mehrali, M.; Sadeghi Nejad, P.; Ahan Latibari, S.; Abdulrazzaq, T,; Inter. J. of H & M Trans. 81, 41-51, 2015.
[15] Ghozatloo, A.; Rashidi, A.; Shariaty Niassar, M.; Exper.Therm. and Fluid Sci. 53, 136-41, 2014.
[16] Sudeep, P.M.; Taha Tijerina, J.; Ajayan, P.M.; Narayanan,T.N.; R.S.C Advances 4(47), 24887, 2014.
[17] Aravind, S.S.J.; Baskar, P.; Baby, T.T.; Sabareesh, R.K.; Das, S.; Ramaprabhu, S.; J. Physical Chemistry 11(34), 16737-44, 2011.
[18] Meibodi, M.E.; Vafaie Sefti, M.; Rashidi, A.M.; Amrollahi, A.; Tabasi, M.; Kalal, H.S.; Inter. Comm. in H & M Trans. 37(3), 319-23, 2010.
[19] Talaei, Z.; Mahjoub, A.R.; Rashidi, A.M.; Amrollahi, A.; Emami Meibodi, M.; International Comm. in H & M Trans. 38(4), 513-7, 2011.
[20] Sawai, O.; Oshima, Y.; J.Supercritical Fluids 47(2), 240-6, 2008.
[21] Jha, N.; Ramaprabhu, S.; J. Physical Chemistry 112(25), 9315-9, 2008.
[22] Theres Baby, T.; Sundara, R.; AIP Adv. 3(1), 012111, 2013.
[23] Patel, H.E.; Das, S.K.; Sundararajan, T.; Nair, A.S.; George, B.; Pradeep, T.; App. Physics Letters 83(14), 2931-3, 2003.
[24] Etefaghi, E.; Rashidi, A.M.; Gobadian, B.; Najafi, M.H.; Sidik, C.; Yadegari, A.; Wei Xian, H.; Inter. comm. in H & M trans. 90, 85-92, 2018.
[25] Jha, N.; Ramaprabhu, S.; J. Appl. Physics 106(8), 084317, 2009.
[26] Ahmadu, T.O.; Dandajeh, H.A.; FUOYE J. of Eng. and Tech. 4(2), 203-225, 2019.
[27] Chen, X.; Sun, F.; Lyu, D.; App. Therm. Eng. 162, 114252, 2019.
[28] Amini, M.; Zareh, M.; Maleki, S.; App. Therm. Eng. 175, 115268, 2020.
[29] Askari, S.; Lotfi, R.; Seifkordi, A.; Rashidi, A.M.; Koolivand, H.; Energy Conv. and Manag. 109, 10-8, 20016.
[30] Imani Mofrad, P.; Saeed, Z.H.; Shanbedi, M.; Energy Conv. and Management. 127, 199-207, 2016.
[31] Xie, X.; Zhang, Y.; He, C.; Xu, T.; Zhang, B.; Chen, Q.; Indus. & Eng.Chemistry Res. 56(20), 6022-34, 2017.
[32] Lee, P.; Meisel, D.; J. Phy. Che. 86(17), 3391-5, 1982.
[33] Stankovich, S.; Dikin, D.A.; Piner, R.D.; Kohlhaas, K.A.; Kleinhammes, A.; Jia, Y.; Carbon. 45(7), 158-65, 2007.
[34] Szabó, T.; Berkesi ,O.; Forgó, P.; Josepovits, K.; Sanakis, Y.; Petridis, D.; Chem. Mater. 18(11), 2740-9, 2006.
[35] Sarsam, W.S.; Amiri. A.; Kazi, S.; Badarudin, A.; Energy Conv. & Manag. 116, 101-11, 2016.
[36] Li, Y.; Tung, S.; Schneider, E.; Xi, S.; Powder Tec. 196(2), 89-101, 2009.
[37] Noroozi, M.; Zakaria, A.; Moksin, M,M.; Wahab, Z,A.; Abedini, A.; Inter. J molecular Sci. 13 (7), 8086-96, 2012.
[38] Sadeghi, R.; Etemad, S.G.; Keshavarzi, E.; Haghshenasfard, M.; Microfluidics and Nanofluidics 18(5-6), 1023-30, 2014.
[39] Askari, S.; Koolivand, H.; Pourkhalil, M.; Lotfi, R.; Rashidi, A.; J. Comm. in H & M Trans. 87, 30-9, 2017.
[40] Huang, J.; Wang, C.; Zhang, X.; Jia, W.; Ma, R.; Yang, Z.; Physicochemical and Eng. Aspects 581, 123805, 2019.
[41] Bazmi, M.; Askari, S.; Ghasemy, E.; Rashidi, A.; Ettefaghi, E.; J. Therm. Analysis & Cal. 138(1), 69-79, 2019.
[42] Shima, P.D.; Philip, J.; Ind. & Eng. Chemistry Res. 53(2), 980-8, 2014.
[43] Mahbubul, I.; Saidur, R.; Amalina, M.; J. H & M Transf. 55(4), 874-85 , 2012.
[44] Mishra, P.C.; Mukherjee, S.; Nayak, S.K.; Panda, A.; Inter. Nano Letters 4(4), 109-20, 2014.
[45] Agarwal, D.K.; Vaidyanathan, A.; Kumar, S.S.; Applied Thermal Engineering, 84, 64-73, 2015.
[46] Singh, R.; Sanchez, O.; Ghosh, S.; Kadimcherla, N.; Sen, S.; Balasubramanian, G.; Physics Letters 379(40), 2641-4, 2015.
[47] Estellé, P.; Materials Letters 138, 162-3, 2015.
[48] Kole, M.; Dey, T.; J.of App. Physics 113(8), 084307, 2013.
[49] Baby, T.T.; Sundara, R.; J. Phy. Chem. 115(17), 8527-33, 2011.
[50] Mukesh Kumar, P.; Kumar, J.; Tamilarasan, R.; Sendhilnathan, S.; Suresh, S.; Eng. J. 19(1), 67-83, 2015.
[51] Gnielinski, V.; Inter.Chemical Eng. 16(2), 359-68, 1976.
[52] Sadeghinezhad, E.; Mehrali, M.; Tahan Latibari, S.; Mehrali, M.; Kazi, S.; Oon, C.S.; Ind. & Eng. Chemistry Res. 53(31), 12455-65, 2014.
[53] Moffat ,R.; J. Fluids Eng. 104(2), 250-258, 1982.
[54] Yi, Y.; Jing, C.; Ning, W.; Donghu, M.; Lina, W.; Guohua, R.; Rongxin, Y.; Ning, Z.; Molecules 24(6), 1103, 2019.
[55] Xu, Y.; Bai, H.; Lu, G.; Li, C.; Shi, G.; J.American Chem. Society 130, 5856-5857, 2008.
[56] Pourhashem, S.; Ghasemy, E.; Rashidi, A.M.; Vaezi,M.R.; J. Alloys and Comp. 731, 1112-1118, 2018.
[57] Ardelean,I.; Cora, S.; J. Materials Sci. 19, 584-588, 2008.
[58] Reddy, K.; Sin, B.; Yoo, C.H.; Park, W.; Ryu, K.S.; Lee, J.; Sohn, D.; Lee, Y.; Scripta Materialia 58, 1010-1013, 2008.
