Skip to main content
SUPERVISOR
Ezat Keshavarzi,Youseff Ghayeb
عزت کشاورزی (استاد راهنما) یوسف غایب (استاد راهنما)
 
STUDENT
Samira Dadi
سمیرا دادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387
The object of this research is studying the viscosity of nanofluids and the effective factors on it such as temperature, shear rate, concentration of nanotubes, sonication time and the composition of base fluid. In this project, carbon nanotubes have been used for synthesis of nanofluids with binary mixture of ethylene glycol and propylene glycol. Nanofluids have prepared with chemical treatment and ultrasonic homogenization. To prepare more stable nanofluids, samples are sonicated at optimum sonication time. The results show that the viscosity of the nanofluids increase with sonication time until it reaches toa maximum and then decreases.Whereas this increase and decrease in viscosity is due to breaking the aggregates of MWCNTs and bricking of them, respectively, optimum sonication time has the maximum value of viscosity. Because with bricking and shorting of anotubes, the aspect ratio of them decreases that caused to decrease in thermal conductivity of nanofluids. We have shown that with increasing the concentration of nanotubes, not only the viscosity of nanofluids increase, but also the optimum sonication time increases. Viscosity measurements of nanofluids one month show that the stability of nanofluids decreases with loading of nanotubes. Also, viscosity decreases with temperature that is due to decrease in shear stress that cussed to the fluid's layers move easily therefore the viscosity of fluids decreases.This results show that in low concentration of nanotubes the relative viscosity of nanofluids is independent of temperature but with increase in concentration of nanotubes, dependence of viscosity to temperature increase, too. We have shown that the viscosity of base fluid is invariant with shear rate. But it is notable that at a fixed concentration of CNT, viscosity of nanofluids decreased with shear rate that is due to the decrease in shear stress. However, nanofluids have been shown a shear thinning behavior. Therefore the non-Newtonian behavior of nanofluids arises from the aggregation of CNTs in the samples. Moreover, these results show that with increase in concentration of nanotubes, dependence of viscosity to shear rate increase. In addition, we have studied viscosity of these nanofluids with composition of base fluid. Our results show that the viscosity of nanofluids increase with volume fraction of PG in the base fluid. Also Because of the decreasing in polarity of base fluid at high volume fraction of PG, dispersibility of CNTs decreased and therefore, the optimum sonication time increased. Moreover, it has been found that dependence of viscosity to shear rate and temperature increase at high volume fraction of PG in base fluid. These results also show that nanofluids with high volume fraction of PG are more stable.
هدف از انجام این پروژه بررسی ویسکوزیته ی نانوسیالات و عوامل مؤثر بر آن از قبیل دما، شدت برش، غلظت نانوذرات، زمان موج دهی اولتراسونیک و نوع سیال پایه می باشد. می دانیم که عمده ترین کاربردهای نانوسیالات بر پایه خواص انتقال حرارت آن می باشد، از این رو مناسب ترین نانوسیالات برای سیستم های خنک کننده، نانوسیالاتی با بالاترین ضریب انتقال حرارت می باشند. با توجه به اینکه نانولوله های کربنی دارای هدایت گرمایی بالایی هستند، در این پروژه به همراه مخلوط اتیلن گلیکول و پروپیلن گلیکول برای تهیه ی نانوسیالات مورد استفاده قرار گرفتند. به منظور تهیه ی نانوسیالات از روشهای شیمیایی و مکانیکی که به ترتیب شامل عامل دار کردن شیمیایی سطح نانولوله ها و اعمال امواج اولتراسونیک می باشد استفاده شده است. برای تهیه پایدارترین نانوسیال، نانولوله های قطبی شده در مدت زمان های مختلف در سیال پایه موج دهی شدند. ضمن این بررسی ها مشاهده شد که با افزایش زمان موج دهی ویسکوزیته ی نانوسیالات افزایش یافته و بعد از رسیدن به یک مقدار ماکزیمم، کاهش می یابد. با توجه به اینکه افزایش و کاهش ویسکوزیته به ترتیب مربوط به باز شدن کلاف های درهم پیچیده و شکسته شدن نانولوله ها می باشد، بهترین زمان برای تهیه نانوسیال، زمانی است که ویسکوزیته ماکزیمم مقدار خود را داشته باشد. زیرا با شکسته شدن نانولوله ها، نسبت سطح به حجم و در نتیجه هدایت گرمایی نانولوله ها کاهش می یابد. با بررسی این زمان ها در غلظت های مختلف نانولوله های کربنی مشاهده کردیم که با افزایش غلظت نانولوله ها، ضمن افزایش ویسکوزیته ی نانوسیال، زمان بهینه نیز افزایش می یابد. با توجه به اینکه هدف تهیه یک نانوسیال پایدار می باشد، ضمن بررسی زمان های موج دهی، تغییرات ویسکوزیته ی نانوسیالات بلافاصله بعد از قطع عمل موج دهی تا مدت یک ماه مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که با افزایش غلظت نانولوله ها پایداری نانوسیال کاهش می یابد. سپس به بررسی اثر دما روی ویسکوزیته ی نانوسیالات پرداختیم. این بررسی ها نشان داد که در تمامی غلظت ها، با افزایش دما، ویسکوزیته کاهش می یابد. ویسکوزیته ی نسبی در غلظت های پایین مستقل از دما بود اما در غلظت های بالاتر با افزایش دما، یک روند کاهشی داشت. همینطور نتایج نشان داد که تغییرات ویسکوزیته با دما در غلظت های بالاتر شدت بیشتری داشت. با بررسی اثر شدت برش روی ویسکوزیته ی نانوسیال، رفتار غیرنیوتنی نانوسیال و رفتار نیوتنی سیال پایه ثابت شد. علاوه بر این میزان وابستگی ویسکوزیته ی نانوسیالات به شدت برش در غلظت های بالاتر مشهودتر بود. به عبارتی نانوسیالات رقیق تر تا حدودی رفتار نیوتنی از خود نشان دادند. به منظور بررسی اثر نوع سیال پایه روی ویسکوزیته ی نانوسیال، بررسی های فوق روی نانوسیالاتی با سیال پایه شامل درصد حجمی متفاوت نسبت به اتیلن گلیکول و پروپیلن گلیکول انجام شد. مشاهده شد که با افزایش ویسکوزیته ی سیال پایه، ویسکوزیته ی نانوسیال و پایداری آن افزایش می یابد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی