ایران ترجمه – مرجع مقالات ترجمه شده دانشگاهی ایران

رسانایی و نفوذ پذیری حرارتی نانو سیالات کروم

رسانایی و نفوذ پذیری حرارتی نانو سیالات کروم

رسانایی و نفوذ پذیری حرارتی نانو سیالات کروم – ایران ترجمه – Irantarjomeh

 

مقالات ترجمه شده آماده گروه متالورژی
مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات رایگان

مطالعه ۲۰ الی ۱۰۰% رایگان مقالات ترجمه شده

۱- قابلیت مطالعه رایگان ۲۰ الی ۱۰۰ درصدی مقالات ۲- قابلیت سفارش فایل های این ترجمه با قیمتی مناسب مشتمل بر ۳ فایل: pdf انگیسی و فارسی مقاله همراه با msword فارسی -- تذکر: برای استفاده گسترده تر کاربران گرامی از مقالات آماده ترجمه شده، قیمت خرید این مقالات بسیار کمتر از قیمت سفارش ترجمه می باشد.  

چگونگی سفارش

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه (شماره حساب) ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.com شامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر -- مقالات آماده سفارش داده شده عرفا در زمان اندک یا حداکثر ظرف مدت چند ساعت به ایمیل شما ارسال خواهند شد. در صورت نیاز فوری از طریق اس ام اس اطلاع دهید.

قیمت

قیمت این مقاله: ۱۵۰۰۰ تومان (ایران ترجمه - irantarjomeh)

توضیح

بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.

 

مقالات ترجمه شده متالورژی - ایران ترجمه - irantarjomeh

رسانایی و نفوذ پذیری حرارتی نانو سیالات کروم

شماره       
۴۶
کد مقاله
MTL046
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
برآورد رسانایی حرارتی و نفوذ پذیری حرارتی نانو سیالات کروم
نام انگلیسی
Measurement Thermal Conductivity and Thermal Diffusivity of Chromium Nanofluids
تعداد صفحه به فارسی
۳۵
تعداد صفحه به انگلیسی
۱۴
کلمات کلیدی به فارسی
نانوسیالات کروم، رسانایی حرارتی،‌ نفوذ پذیری حرارتی
کلمات کلیدی به انگلیسی
Chromium nanofluids, Thermal conductivity, Thermal diffusivity
مرجع به فارسی
ژورنال استرالیایی علوم پایه و کاربردی، دپارتمان فیزیک، کالج علوم، دانشگاه پوترا، مالزی
مرجع به انگلیسی
Australian Journal of Basic and Applied Sciences, Talib Department of Physics, Faculty of Science, University Putra Malaysia
سال
۲۰۱۰
کشور
مالزی

رسانایی و نفوذ پذیری حرارتی نانو سیالات کروم

 

برآورد رسانایی حرارتی و نفوذ پذیری حرارتی نانو سیالات کروم
چکیده
در این مطالعه، با استفاده از یک روش تک مرحله ای، نانوسیالات کروم (کرومیوم) (Cr) در آب، اتیلن گلیکول (ضد یخ) و اتانول (الکل معمولی) تهیه شدند. رسانایی حرارتی و نفوذ پذیری این نانوسیالات از طریق تکنیک انکسار فوتوترمال (نور گرمایی) – مفتول ‌داغ مورد سنجش قرار گرفت. بر مبنای روش تفاضل محدود (FDM) توزیع دما و انکسار نور گرمایی به وجود آمده بوسیله سیم / مفتول داغ در داخل نانوسیالات حاصل آمد. یک شبیه سازی عددی معادله رسانایی حرارتی و انکسار میله آزمایشی جهت تشخیص رسانایی و نفوذ پذیری حرارتی نانو سیالات اعمال گردید. از طریق تناسب داده‌های تجربی با منحنی شبیه سازی عددی، نفوذ پذیری حرارتی و رسانایی حرارتی کروم (CR) در آب، اتیلن گلیکول و اتانول حاصل آمد. به علاوه این موضوع مشخص گردید که رسانایی و نفوذ پذیری حرارتی نانوسیالات Cr در آب، EG و اتانول بیشتر از رسانایی و نفوذ پذیری حرارتی سیالات متناظر پایه می‌باشند.

کلمات کلیدی :‌ نانوسیالات کروم، رسانایی حرارتی،‌ نفوذ پذیری حرارتی

 

رسانایی و نفوذ پذیری حرارتی نانو سیالات کروم

 

مقدمه
نانوتکنولوژی به عنوان سیستمی‌ مد نظر است که برای تولید ادواتی با دقت مقیاس اتمی‌ یا مولکولی بکار گرفته می‌شود. ابزاره های دارای اندازه حداقل کمتر از ۱۰۰ نانومتر به عنوان محصولات مهم نانوتکنولوژی به شمار می‌آیند (Eugene A. Avallone، ۲۰۰۷).  نانوتکنولوژی را می‌توان به عنوان سیستمی ‌تعریف کرد که شامل اتم‌ ها یا مولکول ‌های واحد در ابعاد ساب میکرون می‌باشد (Bharat Bhushan، ۲۰۰۴). اکتشاف مواد جدید، پدیده‌ها و فرآیندها در مقیاس نانو به عنوان سیر تکامل تکنیکهای تئوریکی و تجربی جدید به شمار آمده که خود باعث تکامل مواد نانو سیستمی ‌و نانو ساختار گردیده است. نانو سیستم‌ها به نظر دارای کاربرد‌های منحصر بفرد مختلفی می‌باشند. انتظار می‌رود تا نانو تکنولوژی سبب گشایش شاخه جدیدی در علم و تکنولوژی گردد (Iwao Fujimasa، ۱۹۹۶).
در توسعه ادوات انتقال حرارت با قابلیت بهره گیری موثر از انرژی،‌ رسانایی حرارتی سیال انتقال حرارت نقش مهمی ‌را ایفا می‌نماید. با این وجود سیالات انتقال حرارت سنتی نظیر آب، روغن و ترکیبات اتیل گلیکول به طور ذاتی به عنوان سیالات ضعیفی برای انتقال حرارت به شمار می‌آیند. با افزایش رقابت جهانی، صنایع از نیاز فزاینده ای جهت توسعه سیالات پیشرفته در امر انتقال حرارت برخوردار          می باشند، سیالاتی که دارای قابلیت رسانایی و نفوذ پذیری حرارتی قابل توجه بیشتری از آنچه در حال حاضر در بازار موجود است، باشند (Lee، S، و S.U.S. Choi، ۱۹۹۶). با توجه بدین مبحث، نانوسیالات فلزی به عنوان ادوات متناسبی برای این منظور به شمار می‌آیند. یک نانوسیال به عنوان سیال با اندازه ذرات تعلیق جامدات کمتر از ۱۰۰ نانومتر به شمار می‌آید. با معرفی نانو ذرات و کاربرد آنها در سیالات مبدا، رسانایی حرارتی و نفوذ پذیری حرارتی سیستم به میزان قابل توجهی افزایش یافته است (Wang، X، ۱۹۹۹).
یک مضمون نوین برای رسانایی حرارتی نانو سیالات به وسیله Jung Yeul و همکاران (۲۰۰۹) عرضه شده است که در تعامل با تئوری جنبشی جهت تشریح مشارکت حرکت براونی نانو ذرات مورد استفاده قرار می‌گیرد. رسانایی حرارتی وابسته – دمایی آنی با استفاده از میکروسکوپ فرو سرخ سطح مقطع مشخص شده و تاثیرات انباشتگی و نفوذ در خلال یک مدت زمانی خاص بوسیله Gharagozloo و همکاران (۲۰۰۸) مورد بررسی قرار گرفت. برآوردهای مرتبط با هر دو مورد گوناگونی‌های زود گذر و فضایی رسانایی حرارتی نانو سیالات با بهره گیری از گرادیان حرارتی کنترل شد. رسانایی حرارتی و ویسکوزیته نانو ذرات مس در اتیلن گلیکول به وسیله Garg J. و همکاران (۲۰۰۸) مورد بررسی قرار گرفت. رسانایی حرارتی نانو سیال نیز با استفاده از روش مفتول داغ (سیم حرارتی) گذرا مشخص شده و ویسکوزینه نانوسیال نیز با استفاده از سیستم هایTA  سیال سنج (رئومتر) AR-G2، مجهز به رئومتر قیفی ۱ درجه ای ۶ سانتی متری مورد اندازه‌گیری و سنجش قرار گرفت.  Dong-Wook Ohو همکاران (۲۰۰۸) کاربرد روش ۳- امگا (۳) روش برای برآورد رسانایی حرارتی نانوسیالات را مورد بررسی قرار دادند. مدل سازی حرارتی ۳ ابزاره و سیستم نانوسیال بر مبنای فرضیه عدم انطباق کرانه ای اصلاح شده، که بوسیله Chen و همکاران (۲۰۰۴) پیشنهاد شد، اعمال گردید. بعلاوه، رسانایی حرارتی موثر نانوسیالات Al2O3  در آب یون زدوده و اتیلن گلیکول در دمای اتاق در این تکنیک مورد بررسی قرار گرفت (Dong-Wook Oh و همکاران، ۲۰۰۸).
تنها اخیرا تکنیکهای نوری برای اندازه‌گیری خواص حرارتی نانوسیالات بوسیله Putnam و همکاران (۲۰۰۶) گزارش شده است. آنها از یک تکنیک انکسار پرتو برای برآورد رسانایی حرارتی نانوسیالات استفاده کردند. Venerus و همکاران (۲۰۰۶) از سیستم پراکنش ریلی (تفرق عادی تابش ها) استفاده نموده و J. Schmidt و همکاران (۲۰۰۸) نیز از رویه تخریب حرارتی شبکه گذرا با بهره‌گیری از وجه مشترک پالس های نوری دو پیکو ثانیه ای  استفاده نمودند (Putnam Shawn A.، ۲۰۰۶؛ Venerus، .D.C، ۲۰۰۶؛ Aaron J. Schmidt، ۲۰۰۸) تا آنکه بتوانند رسانایی حرارتی نانو ذرات آلومین که سیالات پایه مختلف تعلیق شده اند را اندازه‌گیری کنند:  ۹۹٫۹%C10H22 (decane، Alpha Aesar، CAS 124-18-5) و PAO کاملا منشعب شده.  
در مطالعه جاری،  یک مدل انکسار فوتوحرارتی ـ سیمی ‌برای برآورد رسانایی حرارتی و نفوذ پذیری حرارتی نانوذرات Cr در آب، اتیلن گلیکول و اتانول به کار گرفته شد. توزیع حرارت و سیگنال انکسار فوتو حرارتی برمبنای یک روش تفاضل متناهی    (FDM)مشخص گردید. داده‌های عددی با داده‌های تجربی حاصل آمده از آزمایشات برآورد فوتو حرارتی ـ سیمی ‌داغ مورد مقایسه و شبیه سازی قرار گرفتند.

رسانایی و نفوذ پذیری حرارتی نانو سیالات کروم

 

مواد  و روش‌ها
یک مدل حرارتی رسانایی گرمایی با مقادیر حدسی knf  یا nf را می‌بایست در ابتدا جهت حل توزیع دمایی در داخل مایع تحت آزمایش مشخص نمود. پس از آن این پروفیل دمایی مرتبط با انکسار پرتوی میله آزمایش لیزری را می‌بایست از طریق ارتباط زاویه انکسار با گرادیان دمایی مشخص شده از طریق یک مدل انکسار پرتویی تعیین نمود (Ozisik، M.N.، ۱۹۹۳). معادلات رسانایی حرارتی در سیم / مفتول، سیال و نانو ذرات با استفاده از سیستم مختصات استوانه ای همانگونه که به ترتیب در معادلات ۱، ۲ و ۳ نشان داده شده اند به کار گرفته شدند.

رسانایی و نفوذ پذیری حرارتی نانو سیالات کروم

 

رویه تجربی
آزمایش انکسار فوتوحرارتی برمبنای تکنیک انکسار نوری- حرارتی یک سیم یا مفتول ‌داغ انجام شده است. این فرآیند شامل گرم نمودن سیم، یک لیزر CW He-Ne به عنوان پرتوی کاوشگر و یک لنز با طول کانونی ۵۰ میلیمتری،‌ یک سلول کوارتز به عنوان محتوی نانوسیال و مکانیزم موقعیت سه بعدی جهت نگه داشتن سیم حرارتی و سلول.
یک تشخیص گر حساس به موقعیت (PSD) جهت جمع آوری سیگنال و پرتوی لیزری انکسار یافته مورد استفاده قرار گرفت. سیگنال انکسار فوتوحرارتی با استفاده از یک نوسان سنج / اسیلوسکوپ دیجیتال A۰ ۹۳۱Lecroy  مورد بررسی قرار گرفت. شکل ۱ نشان دهنده دیاگرام شماتیک این رویه می‌باشد. یک لیزر CW He-Ne با قدرت کارکرد ۸/۶۳۲ نانومتر همراه با توان خروجی ۲mW به عنوان پرتوی میله کاوشی / کاوشگر به کار گرفته شد. سلول کوارتز نانو سیال با مسیر نوری ۳۰٫۵ * ۱۰٫۵ mm در این برآوردها مورد استفاده قرار گرفت. قطر سیم حرارتی و مقاومت آن بترتیب به میزانm ۲۵۴ و cm ۳۸/۲ اندازه‌گیری شد. این سیم به صورت عمود بر پرتوی کاوشگر قرار گرفت. یک پالس حرارتی واحد s ۳۵/۰ با یک ولتاژ حرارتی ۵ ولت نیز مورد استفاده قرار گرفت.

رسانایی و نفوذ پذیری حرارتی نانو سیالات کروم

 

نتایج و مباحث
پروفیل دمایی( توزیع)
جهت حاصل آوردن پروفیل های دمایی منطبق با پالس‌های حرارتی به کار گرفته شده، معادلات رسانایی حرارتی زوجی را می‌بایست حل نمود. این معادلات با استفاده از کتابخانه IMSL حل می‌شوند. این کتابخانه برای حل فرم‌های ماتریس چنین معادلاتی به کار گرفته شد. شکلهای ۱ الی ۳ نشان دهنده توزیع دمای شبیه سازی شده نمونه‌های نانوسیال (Cr در آب، EG ، اتانول) برای s ۳۵/۰ موج مربعی پالس حرارتی در مرحله زمانی می‌باشد. به هنگامی‌که فرآیند حرارتی به کار گرفته شد، دما در کلیه نمونه‌های نانوسیالات به صورت آهسته ای افزایش یافت. این افزایش به واسطه تاثیر فاصله متناهی پرتوی لیزر میله آزمایش می‌باشد. این حرارت جهت انتشار از سیم حرارتی تا مسیر پرتوی لیزر میله آزمایشی به مقداری زمان نیاز دارد. به هنگامی‌که حرارت از بین می‌رود، دما در نمونه‌های نانوسیالات کاهش یافته و به دمای اولیه پس از گذشت برهه ای از زمان باز خواهد گشت. پالس حرارتی از موج مربعی استفاده نموده که از مدار زمان بندی ایجاد شده است.
جابجایی فوتو حرارتی
سیگنال جابجایی فوتوحرارتی با استفاده از برنامه مدل سازی شبیه سازی شد. شکل ۶ الی ۸ نشان دهنده سیگنال جابجایی فوتوحرارتی شبیه سازی شده با پالس حرارتی موج مربعی برای نمونه‌های نانوسیالات (Cr در آب، اتیلن، گلیکول EG، اتانول) می باشد. همانگونه که در این تصویر نشان داده شده است پرتوی لیزر کاوشگر، به هنگامی‌که پالس حرارتی در نمونه به کار گرفته شد، از مسیر اصلی خود جابجا گردید. جابجایی سیگنال به صورت آهسته ای افزایش یافت که علت آن نیز فاصله متناهی پرتوی لیزر کاوشگر و سیم حرارتی بوده است. به هنگامی‌که فرآیند حرارت دادن تکمیل شد، پرتوی لیزر کاوشگر کاهش یافته و در خلال برهه ای از زمان به مسیر اولیه خود باز خواهد گشت.
 
خواص حرارتی نانو سیالات
در این مطالعه، نمونه‌های نانوسیالات مختلف با خواص حرارتی ناشناخته با استفاده از پالس حرارتی موج مربعی مورد آزمایش قرار گرفتند. نمونه‌های نانوسیالات تست شده کروم در آب مقطر، کروم در اتیلن گلیکول (EG) و کروم در اتانول می‌باشند. مدل عددی و داده‌های تجربی نرمال شده برای نمونه‌های نانوسیالات مختلف با فاصله مختلف بین سیم حرارتی و پرتوی لیزر کاوشگر در شکل ۸ نشان داده شده است.

رسانایی و نفوذ پذیری حرارتی نانو سیالات کروم

 

نتیجه‌ گیری
هدف اصلی این مطالعه طراحی، ساخت و آزمایش قابلیت اطمینان آنالیز کننده انکسار فوتو حرارتی می‌باشد. این آنالیز کننده جهت تشخیص رسانایی حرارتی، نفوذ پذیری، حرارت خاص ولتامتری، شاخص ضریب شکست، ضریب جذب و خواص حرارتی- نوری نانو سیالات به کار گرفته شد. یک نانو سیال با استفاده از تکنیک تک مرحله ای مهیا گردید. آنالیزگر انکسار فوتو حرارتی (رویه آزمایشی) شامل پرتوی لیزر کاوشگر CW He-Ne ، سیم مقاومت Ni-Cr، تشخیص‌گر حساس به موقعیت، مدار زمان بندی ساخته شده بر حسب نیاز و اسپلوسکوپ‌ / نوسان سنج دیجیتال ۹۳۱ ۰A می باشد. سیم مقاومت Ni-Cr در محور-x به داخل نانو سیالات غوطه ور شده باعث و در آن پرتوی لیزر کاوشگر در امتداد محور-z انتشار یافت. انتشار / نفوذ حرارت در داخل نانو سیالات سبب القای یک گرادیان ضریب شکست نور گردید. این گرادیان سبب انحراف / انکسار پرتوی لیزر کاوشگر می شود که در امتداد رسانای تست از مسیر اصلی خود در حال عبور می‌باشد. زاویه انکسار پرتوی کاوشگر با استفاده از تشخیصگر حساس به موقعیت (PSD) مشخص گردیده و با استفاده از  اسیلوسکوپ دیجیتال، که به یک PC به LABVIEW متصل می باشد، ثبت گردید. مدار زمان بندی جهت تولید پالس حرارتی موج مربعی در امتداد سیم مقاومت به کار گرفته شد. معادلات رسانایی حرارتی گذرای جفتی سیم حرارتی و نانو سیال به صورت همزمان با استفاده از روش تفاضل متناهی بر مبنای الگوریتم Crank-Nicolson حل گردیدند. الگوریتم Crank-Nicolson جهت گسسته سازی معادلات رسانایی حرارتی گذرا به کار گرفته شد. مدل عددی نیز با استفاده از زبان برنامه نویسی C نوشته شد. خواص ترمو فیزیکی و نوری نانو سیالات نیز به صورت همزمان از طریق مقایسه مدل عددی  با داده‌های آزمایشی مشخص گردیدند. رسانایی حرارتی و نفوذ پذیری حرارتی برای Cr در آّب مقطر، Cr در EG و Cr در اتانول نیز تعیین شد. نمونه‌های نانو سیالات در این مطالعه به عنوان نمونه‌های جدید تلقی می‌شوند، بنابراین خواص ترمو فیزیکی و نوری این نمونه‌ها نیز جدید هستند.

رسانایی و نفوذ پذیری حرارتی نانو سیالات کروم

 

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
تماس با ما

اکنون آفلاین هستیم، اما امکان ارسال ایمیل وجود دارد.

به سیستم پشتیبانی سایت ایران ترجمه خوش آمدید.