نام پژوهشگر: سید حسین نوعی

مدل سازی ترمودینامیکی فرآیندهای تبلور به شیوه ضد حلال
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1389
  داریوش جعفری   سید حسین نوعی

چکیده امروزه در صنایع گوناگون تبلور کاربردهای گوناگونی دارد. تبلور به عنوان مرسوم ترین و شناخته شده ترین روش تولید مواد شیمیایی جامد ارزشمند و دارای خلوص بالا و دارای خواص ویژه جهت کاربرد در موارد خاص، در نظر گرفته می شود. مهمترین مشخصه ذرات جامد اندازه، خواص شکلی و نحوه توزیع اندازه ذرات می باشد، که مورد بررسی قرار می گیرند تا ذره جهت کاربرد های گوناگون، دارای میزان متناسب با آن زمینه کاربردی باشند. اگرچه رشد دانش امروزی رویکردهای علمی و توجیه شده را چه از نظر تئوری و چه از دیدگاه آزمایشگاهی جهت کنترل، بررسی و بهینه سازی عملیات تبلور در دسترس قرار داده است، اما هنوز اکثریت مراکز تولید از همان روش های کنترل تجربی برای بررسی وضعیت عملیات واحد و کیفیت محصول تولیدی خود استفاده می کنند. گویی کاربرد مدلهای علمی را در این زمینه نپذیرفته اند. بر همین اساس و با توجه به نتایج حاصل از استفاده از روش های علمی بر پایه مدل های ریاضی منطبق بر متون علمی جهت بهینه سازی عملیات تولید، کاربرد آنها باید بیش از پیش مورد توجه قرار گیرد. در این پایان نامه در ابتدا به معرفی فرآیند تبلور بسته به نوع، ویژگی و کاربردهای آنها پرداخته می شود. پس از این وارد طبقه بندی جزئی تر شده و بصورت دقیق و تفصیلی به معرفی، بررسی، تعیین شرایط حاکم، تاثیر هر یک از شرایط و روش تعیین حالت بهینه برای روش خاص تبلور یعنی تبلور به شیوه ضد حلال پرداخته می شود. پس از دریافت کلی و ایجاد شناخت در چهارچوب موضوع مورد نظر به سراغ بررسی اهمیت انجام مدلسازی فرآیند در زمینه ترمودینامیک تبلور می رویم. برای این کار ابتدا به بررسی کارهای انجام شده توسط محققان می رویم تا با مطالعه و مقایسه این مدل ها نقاط ضعف و کاستی های آن معلوم شده و به عنوان اساسی برای کار خود استفاده کنیم. با استفاده از این فاکتورها به تعیین عوامل موثر در ایجاد حالت بهینه می پردازیم. پس از بررسی های تئوری و دقیق و کسب اطلاعات در زمینه موارد زیر که عبارتند از: • معرفی تبلور • معرفی شیوه تبلور ضد حلال • ضرورت مدلسازی ترمودینامیکی فرآیند از دیدگاه های گوناگون • و کارهای انجام شده در زمینه مدلسازی ترمودینامیکی در ارتباط با شرایط حاکم بر مساله کار وارد فاز جدید می شود. در این قسمت به مطالعه تفصیلی و کاربردی ترمودینامیک مساله می پردازیم. با استفاده از روابط ترمودینامیکی مربوط به تعادل جامد-مایع در یک سیستم سه تایی به بررسی غلظت جامد در مخلوط و همچنین حالت فوق اشباعیت حاصل از افزودن ضد حلال می پردازیم، که از نتایج حاصل از این روابط غلظت را بدست می آوریم. می دانیم غلظت سنگ بنایی است برای بدست آوردن خواص مختلف ذره جامد ایجاد شده از تبلور. از این رو از نتایج بدست آمده از روابط ترمودینامیکی استفاده کرده برای بدست آوردن پارامترهایی چون فوق اشباعیت، نرخ هسته زایی، رشد بلور، اندازه ذره و توزیع اندازه ذرات استفاده می کنیم. در نهایت این نتایج مصور و عددی را با نمونه های موجود و قابل اطمینان در جهت ارزیابی مدل ایجاد شده استفاده می کنیم. در این تحقیق پس از انجام مدل سازی و تعیین پارامتر های قابل تنظیم مدل یونیکواک گسترده با استفاده از مقایسه با داده های تجربی موجود، غلظت اشباع نمک کلرید سدیم در محلول در هر مرحله پس از افزودن الکل محاسبه می گردد. سپس با استفاده از مقادیر حاصل شده، مدل سازی سینیتیکی سیستم تبلور ضد حلال آب-نمک-اتانول انجام گرفت. سه دبی متفاوت از الکل مورد استفاده قرار گرفت و مقادیر مربوط به غلظت حل شونده، فوق اشباعیت، هسته زایی، رشد بلور، توزیع اندازه ذرات و متوسط حجمی ذرات در دبی های مختلف محاسبه شده و با هم مقایسه می شوند.

بررسی و شبیه سازی عددی جریان و انتقال حرارت نانو سیال در کانالهای با سطح مقطع مربعی و مثلثی در جریان درهم
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1390
  مسعود طاهونچی شاندیز   سید حسین نوعی

یکی از مسائلی که امروزه در طراحی مبدل های حرارتی مورد تحقیق و بررسی قرار داده می شود، افزایش میزان انتقال حرارت با کمترین میزان حجم مبدل حرارتی می باشد. مقاطع غیر دایره ای نظیر کانال های با مقطع مربعی و مثلثی چون با کاهش افت فشار برای جریان سیال عبوری داخل کانال همراه است از جمله مواردی است که باید به آن پرداخته شود. سیالات معمولی، مثل آب، اتیلن گلیکل، و غیره.... برای انتقال حرارت، ضریب هدایت حرارتی پایینی در مقایسه با فلزات و حتی اکسیدهای فلزی دارند. که بحث نانو سیالات به دلیل اینکه پتانسیل بالایی در میزان افزایش انتقال حرارت از خود نشان می دهند مورد بررسی قرار می گیرند. در این مطالعه انتقال حرارت جابجایی اجباری نانو سیال آب al2o3/ ، آب/cuo وآب/ cu در جریان درهم داخل کانالهای با سطح مقطع مربعی و مثلثی با شرط مرزی دما ثابت دیواره به صورت شبیه سازی عددی با استفاده از روش cfd مورد بررسی قرار گرفته که از نرم افزار gambit 2.4.6 برای تولید هندسه و مش بندی و fluent 6.3.26 برای حل استفاده شده و تغییرات عدد nu برحسب عدد re بدست آورده شده و نقش عواملی همچون ابعاد ذرات، غلظت ذرات و نوع ذرات بررسی و نتایج حاصل مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. به عنوان مثال برای کانال با مقطع مربعی در رینولدز 40000 و قطر ذرات nm10 برای نانو سیال آب/cu در غلظت حجمی 03/0 عدد ناسلت برابر 24/264 شده است که در مقایسه با آب خالص (5/218) عدد ناسلت 9/20% افزایش پیدا کرده است، در صورتی که عدد ناسلت در کانال با مقطع مثلثی برابر 246شده است و در مقایسه با آب خالص (36/199) 39/23% افزایش پیدا کرده است، اگر همین شرایط را برای نانو سیال آب/cuo در نظر بگیریم عدد ناسلت در مقطع مربعی برابر 260 و در مقطع مثلثی برابر 239 شده است که در مقایسه با آب خالص عدد ناسلت در مقطع مربعی 99/18% و مقطع مثلثی 88/19% افزایش داشته است و برای نانوسیال آبal2o3/ عدد ناسلت در مقطع مربعی برابر 254 و در مقطع مثلثی برابر 233 شده است، که در مقایسه با آب خالص مقطع مربعی 24/16% و مقطع مثلثی 87/16% افزایش عدد ناسلت را داشته است. در نهایت اعداد ناسلت نانو سیال آب/cu در مقایسه با نانو سیالات آب/cuo و آبal2o3/ در کانالهای با مقطع مربعی نسبت به کانالهای با مقطع مثلثی بیشتر است.

بررسی تجربی افت فشار نانوسیال آب/al2o3 و آب/cuo داخل کانال مثلثی با شار حرارتی ثابت دیواره در جریان آرام
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1390
  فاطمه احمدی   سید حسین نوعی

در این تحقیق به بررسی افت فشار نانوسیال آب/?al?_2 o_3 و آب/cuo در غلظت های متفاوت در جریان آرام درون یک لوله با مقطع مثلثی شکل تحت شرایط مرزی شار ثابت، به صورت تجربی پرداخته شده است. افت فشار آب مقطر و نیز افت فشار نانو سیال آب/?al?_2 o_3 و آب/cuo درون لوله مثلثی اندازه گیری شد و با یکدیگر و نیز با مقادیر حاصل از روابط تئوریک موجود مقایسه گردید. در این بررسی ها همچنین به اثر افزایش درصد غلظت نانوذرات بر روی افت فشار پرداخته شده است و تغییرات افت فشار بر حسب عدد رینولدز در غلظتهای مختلف نانو ذرات مورد بررسی قرار گرفت. بررسی ها بیانگر افزایش افت فشار نانوسیال آب/?al?_2 o_3 نسبت به سیال پایه (آب مقطر) می باشد. افت فشار نانوسیال آب/cuo نیز در همه غلظتهای بررسی شده بیشتر از افت فشار آب مقطر بوده است. همچنین نتایج نشان دهنده افزایش افت فشار نانوسیال با افزایش غلظت نانوذرات است. بیشترین افزایش افت فشار مربوط به نانوسیال آب/?al?_2 o_3 با غلظت 2% حجمی و در عدد رینولدز انتخابی 2100، دیده شد که مقدار آن 37/36% بوده است. همچنین نتایج بررسی ها برای نانوسیال آب/ cuo افزایش حداکثر 85/30% افت فشار نانو سیال را در غلظت 5/0%، نسبت به آب مقطر نشان داده است.

بررسی انتقال حرارت نانوسیال در جریان درهم در لوله مربعی ومثلثی بابار حرارتی ثابت در دیواره
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1390
  بهاره مهرجو   سید حسین نوعی

لوله های با سطح مقطع غیردایره ای به طور گسترده در بسیاری از صنایع استفاده می شوند. اما در شرایطی که از لوله های مدور استفاده نمی شود عملکرد انتقال حرارتی کاهش پیدا می کند. اگرچه، می توان انتقال حرارت را با استفاده از نانوسیال به عنوان سیال انتقال حرارتی در این لوله ها بهبود بخشید. در این مطالعه، انتقال حرارت جابه- جایی اجباری نانوسیال آب/al2o3 و آب/cuo در جریان درهم در محدوده عدد رینولدز 4000 تا 10000 تحت شرایط شار حرارتی ثابت داخل دو نوع لوله با سطح مقطعهای مربعی و مثلثی به طور تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. ضریب انتقال حرارت و عدد ناسلت نانوسیال در غلظتهای متفاوتی از نانوذرات ودر عدد رینولدز های متفاوت مشخص شده است. نتایج نشان می دهد که ضریب انتقال حرارت با افزایش غلظت نانوذرات و عدد رینولدز افزایش می یابد. بیشینه افزایش ضریب انتقال حرارت جابه جایی نانوسیال در هر دو لوله مربعی و مثلثی مربوط به نانوسیال آب/cuo در غلظت حجمی 8/0% است که به ترتیب مقدار 8/1 و 2/1 را نسبت به آب خالص نشان می دهند.

مدل سازی و شبیه سازی سینتیکی فرآیندهای تبلور ضد حلال مایع با در نظر گرفتن مکانیسم های انباشتگی و شکست ذرات
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1390
  فضل الله حشمت نژاد   سید حسین نوعی

در این پروژه سعی شده است بستری مناسب جهت شبیه سازی فرآیند تبلور ضدحلال ارائه گردد. تبلور یکی از قدیمی ترین و مهم ترین فرآیندهای عملیات واحد به شمار می آید که به طور گسترده ای برای تولید محصولاتی با خلوص بالا در فرآیندهای دارو سازی، مواد شیمیایی کشاورزی و صنایع مواد شیمیایی پودری استفاده می شود. تبلور از محلول به دلیل توانایی آن در جداسازی هایی با خلوص بالا یک عملیات مهم صنعتی به شمار می آید. در کنار روش های گوناگون ایجاد فوق اشباعت نظیر خنک کنندگی و تبخیر، افزودن ضد-حلال به صورت مایع، گاز متراکم یا سیال فوق بحرانی به عنوان روش جایگزین در این زمینه مورد استفاده قرار می گیرد. در این تحقیق، سیستم تبلور ضدحلال مایع شامل کلرید سدیم به عنوان حل شونده، آب به عنوان حلال اولیه و اتانول مایع به عنوان ضد-حلال در نظر گرفته شده است و با در نظر گرفتن پدیده های سینتیکی هسته زایی، رشد، انباشتگی و شکست ذرات در معادله موازنه جمعیت به مدل سازی و شبیه سازی این فرآیند می پردازیم و در ادامه نتایج شبیه سازی فرایند تبلور ضد حلال کلرید سدیم جهت اعتبار سنجی شبیه سازی ارائه گردیده است. مدل های موازنه ی جمعیت که سینتیک های هسته زایی، رشد بلور، انباشتگی و شکست ذرات را توصیف کرده در فرآیند تبلور ضد حلال نسبتاً پیچیده بوده و اغلب به صورت دیفرانسیل جزئی– انتگرالی می باشد. یک الگوریتم عددی قوی به صورت ترکیبی از روش های کرنک - نیکلسون و لکس- وندراف برای حل معادله ی موازنه جمعیت در این تحقیق در نظر گرفته شده است. الگوریتم شبیه سازی با تغییر در عوامل موثر فرآیندی نظیر نرخ افزایش ضد حلال انجام شده است. شبیه سازی ها در دمای عملکرد 25 انجام شده است. در انتها اعتبارسنجی میان داده های آزمایشگاهی و نتایج مدل سازی با در نظر گرفتن ترم انباشتگی- شکست و بدون در نظر گرفتن این ترم ارائه شده است و توافق خوبی میان نتایج شبیه سازی و داده های آزمایشگاهی با در نظر گرفتن ترم انباشتگی- شکست مشاهده می شود

استفاده از لوله های گرمایی ترموسیفون به عنوان چاه حرارتی جهت خنک کردن صفحات فتوولتائی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1391
  میثم مرادقلی   سید حسین نوعی

پانل های فتوولتائیک که متشکل از سلول های خورشیدی می باشند، انرژی تابشی خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می- کنند. در سلول های خورشیدی بیشتر تابش خورشید به گرما تبدیل می شود، که منجر به بالا رفتن دمای سلول های خورشیدی و در نتیجه کاهش راندمان الکتریکی پانل، به دلیل افت ولتاژ می شود. محققین نشان داده اند که با خنک کردن پانل فتوولتائیک می توان دمای سلول های خورشیدی را کاهش داد، در نتیجه پانل فتوولتائیک می تواند توانی نزدیک به توان اسمی خود تولید نماید. در این تحقیق یک سیستم فتوولتائیک/حرارتی ساخته شده از لوله های گرمایی (نوع ترموسیفون) جهت خنک کردن پانل فتوولتائیک استفاده شده است. ترموسیفون دو فازی بسته یک لوله گرمایی بدون نیاز به فتیله برای بازگشت سیال عامل چگالیده شده از بخش چگالنده به بخش تبخیرکننده به علت گرانش است. ترموسیفون دوفازی بسته، به علت تغییر فاز سیال عامل در آن، یک هادی حرارتی بسیار موثر می باشد. از متانول و نانو سیال اکسید آلومینیوم/متانول به عنوان سیال عامل در ترموسیفون ها استفاده شده است. پس از تعیین زاویه شیب بهینه برای پانل های فتوولتائیک، متانول در نسبت های پر شدن متفاوت درون ترموسیفون ها ریخته شد. در نسبت پر شدن 50 درصد که سیستم فتوولتائیک/حرارتی در مقایسه با سیستم فتوولتائیک انرژی الکتریکی و حرارتی بیشتری تولید نمود به عنوان بهترین نسبت پر شدن انتخاب شد. در نسبت پر شدن 50 درصد سیستم فتوولتائیک/حرارتی در مقایسه با سیستم فتوولتائیک، 67/5 درصد توان بیشتری تولید نمود. هم چنین سیستم فتوولتائیک/حرارتی به طور متوسط 35/16 درصد راندمان حرارتی تولید نمود. در نسبت پر شدن 50 درصد، نانو سیال اکسید آلومینیوم/متانول با غلظت های متفاوت به عنوان سیال عامل در ترموسیفون ها استفاده شد. نتایج تجربی نشان دادند که در صورت استفاده از نانو سیال اکسید آلومینیوم/متانول به جای متانول، راندمان الکتریکی و راندمان حرارتی سیستم فتوولتائیک/حرارتی افزایش می یابد. به طوریکه در غلظت 5/1 درصد سیستم فتوولتائیک/حرارتی در مقایسه با سیستم فتوولتائیک، 7/7 درصد توان بیشتری تولید نمود. هم چنین سیستم فتوولتائیک/حرارتی به طور متوسط 11/28 درصد راندمان حرارتی تولید نمود.

بررسی تجربی افت فشار و ضریب اصطکاک نانوسیال در رادیاتور اتومبیل
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1391
  سمیرا خانه ششدر   سعید زینالی هریس

سیالات انتقال حرارت مرسوم نظیر آب و اتیلن گلایکول که به عنوان عامل خنک کننده در رادیاتور اتومبیل ها بکار می روند، دارای هدایت حرارتی نسبتا پایینی هستند. نانوسیال تکنولوژی جدیدی است که با افزودن مواد در ابعاد نانو به سیال پایه بدست می آید. این گروه جدید از سیالات می توانند به عنوان خنک کننده در رادیاتور اتومبیل ها استفاده شوند. در این مطالعه به بررسی تجربی نقش نانوسیال به عنوان سیال عامل خنک کننده رادیاتور اتومبیل پراید و تاثیر پارامترهای مختلف آن بر روی افت فشار و ضریب اصطکاک سیال داخل رادیاتور پرداخته شده است. نانوسیال مورد آزمایش شامل سیال پایه مخلوط 40/60 اتیلن گلایکول- آب و دو نوع از نانوذرات cuo و tio2 می باشد. آزمایشات در دبی های (l/min) 8-4 و اعداد رینولدز بین 2000 تا 8000 انجام شد. داده های مورد نیاز برای محاسبه افت فشار و ضریب اصطکاک در محدوده جریان متلاطم و درغلظت های 05/0 ، 1/0، 3/0، 5/0 و 8/0 درصد حجمی نانوذرات اکسید مس و غلظت های 1/0 ، 3/0، 5/0، 8/0 و 1 درصد حجمی نانوذرات دی اکسید تیتانیوم اندازه گیری شدند. در این بررسی ها همچنین به اثر افزایش درصد غلظت نانوذرات بر افت فشار در سه دمای مختلف ورودی به رادیاتور پرداخته شده است. نتایج نشان دادند که حضور نانوذرات باعث افزایش افت فشار نانوسیال نسبت به سیال پایه خواهند شد و این روند صعودی با افزایش غلظت نانوذرات بیشتر می شود. در واقع افزایش کسر حجمی نانوذرات و کاهش دمای سیال ورودی به رادیاتور دو عاملی هستند که با افزایش لزجت نانوسیال، باعث افزایش افت فشار آن می شوند. مقایسه نتایج حاصل از آزمایشات برای دو نانوسیال بیانگر بیشتر بودن افت فشار و ضریب اصطکاک نانوسیال /cuo (eg/water) نسبت به نانوسیال /tio2 (eg/water) است. دلیل این امر را می توان در ابعاد و دانسیته نسبتا بالای نانوذرات اکسید مس نسبت به ذرات 20 نانومتری دی اکسید تیتانیوم بیان کرد. هم چنین پس از مقایسه مقادیر بدست آمده برای افت فشارمشاهده شد معادله عمومی افت فشار مبدل های پوسته و لوله که برای جریان تکفازی پیشنهاد شده، قادر به پیش بینی رفتار افت فشار نانوسیال در رادیاتور اتومبیل نیست و دلیل این مسئله آن است که عوامل دیگری در افزایش افت فشار نانوسیال تاثیر گذار هستند که در رابطه مربوطه در نظر گرفته نشده اند.

بررسی خواص رئولوژیکی روغن توربوکمپرسور با افزودن نانو ذرات جامد
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1391
  محمد امین رزبانی   سید حسین نوعی

استفاده از نانو افزودنی های جامد در روغن های روانساز برای بهبود دادن خواص تریبولوژیکی و انتقال حرارتی از دستاورد های نوین در صنعت ساخت روانسازها می باشد. با توجه به تاثیر گذاری بالای خواص رئولوژیکی در شرایط کارکرد روانسازها ، تحلیل خواص رئولوژیکی ناشی از افزودن نانوذرات از پیچیدگی های رودرروی این حیطه می باشد. در این کار تاثیرات افزودن نانوذرات اکسید روی با قطر nm25 به روغن توربین روی خواص رئولوژیکی آن به صورت تجربی و تئوریک مورد بررسی قرار گرفت. روغن توربین در تجهیزات صنعتی مختلف از جمله توربوکمپرسورها کاربرد دارد. نانوسیال روغن توربین و نانوذرات جامد در بازه 1/0 تا 4 درصد وزنی نانوذرات ساخته شد و خواص رئولوژیکی نمونه ها در دماهای 0 تا °c60 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجربی حاکی از آن است که رفتار نانوسیال ساخته شده همانند روغن توربین از مدل بینگهام پلاستیک تبعیت می کند. ویسکوزیته نانوسیال به شدت متأثر از دما و غلظت نانوذرات می باشد. ویسکوزیته نسبی نانوسیال در غلظت های پایین تر از 2% وزنی مستقل از دما می باشد ولی در غلظت های بالاتر با افزایش دما کاهش اندکی از خود نشان می دهد. بررسی تنش تسلیم نسبی نانوسیال حاکی از تاثیرات متفاوت نانوذرات روی این پارامتر در غلظت های کم و زیاد دارد. در دماهای بالا و غلظت های پایین کاهش تنش تسلیم نسبی را شاهد هستیم در حالیکه با بالا رفتن غلظت نانو ذرات و پایین آمدن دما این اثر عکس می شود. تحلیل تئوریک نشان داد نانوذرات در داخل نانوسیال در تجمعاتی با اندازه حدودا چهار برابر اندازه نانوذرات اولیه حضور دارند. با استفاده از درصد حجمی تصحیح شده، رابطه کریگر و دروتی می تواند تغییرات ویسکوزیته نانوسیال بر حسب درصد حجمی نانوذرات را به خوبی پیش بینی کند.

بررسی تجربی اختلاط و انتقال حرارت سیالات دوفازی غیرنیوتنی نانو و میکرو
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1392
  روزبه ملاعباسی   سید حسین نوعی

در دهه های اخیر به منظور صرفه جویی در مصرف انرژی و مواد اولیه و با درنظر گرفتن مسایل اقتصادی و محیط زیست، تلاشهای فراوان برای ساخت دستگاههای با بازده بالای حرارتی شده است. یکی از موارد مورد مطالعه در صنایع مهندسی شیمی، نحوه حفاری چاهها و افزایش راندمان این سیستمهاست. در حفاری از گل های حفاری برای حمل ضایعات ناشی از حفاری و خنک کردن مته استفاده می شود. افزایش راندمان حمل ضایعات به بالا، توسط تغییر خواص رئولوژیکی سیال حامل از نیوتنی به هرشل بالکلی انجام می شود. در این پروژه تاثیر افزایش نانوذرات در بهبود انتقال حرارت جابجایی سیال هرشل بالکلی به صورت تجربی در جریان آرام مورد بررسی قرار گرفته است. این افزایش 14 تا 23 درصد ضریب انتقال حرارت جابجایی را افزایش می دهد. از آن جا که اختلاط اولیه نانوذرات با سیال پایه در کیفیت و راندمان عملکرد نانوسیال تولیدی تاثیر بسیار زیادی دارد، اختلاط دوفازی جامد مایع و عوامل موثر بر معلق شدن ذرات در سیال و میزان توان لازم جهت ایجاد شرایط معلق شدن کامل ذرات جامد در سیال های غیرنیوتنی به-صورت تجربی بررسی شده است. سرعت حدی اختلاط در مخزن بوسیله روش دنسیتومتری با اشعه گاما مورد ارزیابی قرار می گیرد. این روش جدیدی در اندازه گیری سرعت حدی اختلاط بوده و داری مقدار خطای ناچیزی است. نتایج آزمایشات بیانگر این مطلب است که سرعت حدی معلق شدن جامدات در این سیالات غیرنیوتنی بیش از آب است. آزمایشات اثر میزان جامد موجود در سیستم، فاصله پره از کف مخزن و ویسکوزیته را بر سرعت حدی مورد بررسی قرار داده است. آزمایشات نشان می دهد که سیالات ویسکوز دارای الگوی جریان متفاوت هستند و روابط معمول قادر به پیشگویی مقدار سرعت حدی آنها نیستند. همچنین مقدار جامد بیشتر به دلیل نیاز بیشتر انرژی به افزایش مقدار سرعت حدی منجر می شود.

ساخت سوسپانسیون پایدار نانوذرات نقره بر روی نانولوله های کربنی و اندازه گیری خواص گرمایی آن به وسیله ترموسیفون
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1392
  مهدی طباطبایی قمشه   سید حسین نوعی

در این پژوهش، اثر قرارگرفتن نانوذرات فلزی نقره و مس بر سطح نانولوله های کربنی و همچنین اثر آسیاب کردن نانولوله ها برای بهبود عملکرد گرمایی یک ترموسیفون بسته ی دوفازی (با سیال عامل نانوسیال نانولوله کربنی - آب) بررسی شده است. برای پراکنده نمودن نانولوله ها در آب و تولید نانوسیال پایدار، گروه های عاملی اسیدی بر سطح نانولوله ها قرار داده شده است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) نشان می دهد که گروه های عاملی اسیدی علاوه بر جداسازی نانولوله ها از هم، موجب قرار گرفتن یکنواخت نانوذرات فلزی برسطح نانولوله نیز می شود. تغییرات بازده و مقاومت در ترموسیفون، با تغییر غلظت و توان ورودی بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش توان و غلظت نانوسیال، بازده گرمایی افزایش یافته و مقاومت ترموسیفون نیز کاهش می یابد. همچنین قرار گرفتن نانوذرات فلزی بر سطح نانولوله ها (به ویژه در توان های ورودی پایین) موجب بهبود بازده ترموسیفون خواهد شد. همچنین قرار گرفتن نانوذرات مس بر سطح نانولوله ها (در توان ها و غلظت های کم تا متوسط) موثرتر از نانوذرات نقره می باشد. با این حال با افزایش غلظت و توان، اختلاف بازده برای نانوسیال های نانولوله کربنی عامل دارشده با نانوذرات نقره - آب و نانولوله کربنی عامل دارشده با نانوذرات مس - آب نیز کاهش می یابد. به طوری که در توان w 200 و غلظت های بیش از 35/0 گرم نانولوله در آب، نانوذرات نقره از مس موثرتر می باشند.