دانلود ترجمه مقاله تأثیر مواد سطحی مختلف و زمان تابش فراصوت بر پایداری نانوسیالات ترکیبی (ساینس دایرکت – الزویر 2020) (ترجمه ویژه – طلایی ⭐️⭐️⭐️)

تأثیر مواد سطحی مختلف و زمان تابش فراصوت بر پایداری و خصوصیات ترموفیزیکی نانوسیالات ترکیبی

Impact of different surfactants and ultrasonication time on the stability and thermophysical properties of hybrid nanofluids

چکیده

1- مقدمه

2-روش تحقیق

2-1 آماده سازی نانوسیالات

2-2 تصویربرداری میکروسکوپی انتقال الکترون

2-3 ارزیابی پایداری نانوسیالات

2-4 اندازه گیری ویژگی های ترموفیزیکی

3- نتایج و بحث

3-1 توصیف

3-2 تحلیل طیف سنجی UV-vis

3-3 ویژگیهای ترمو فیزیکی

4- نتیجه گیری

چکیده

نانوسیالات گرافینی توجه بیشتری را در میان محققان به خود جلب کرده اند زیرا دارای رسانایی گرمای بسیار زیاد هستند. در تحقیق کنونی نانوسیالات هیبربدی پایدار از طریق پراکنش نانو صفحات گرافین(GnPs) و دی اکسید تیتانیوم (O۲i T)در ترکیبی از آب مقطر و اتیلن و گلیکون با استفاده از یک روش دو مرحله ای تولید شده اند. برای حذف مقایسه، GnPs در داخل مایع پایه یکسان پراکنده می شود و به عنوان نانو سیال نامگذاری می شود. تاثیر مواد سطحی مختلف و زمان تابش فراصوت برپایداری نانو سیالات با استفاده از روش رسوب گیری تحلیل پتانسیل و آزمون سقف تعیین می شوند. مشاهده شده است که اضافه کردن هگزا دسیبل قوی متیلامونیوم (CTAB) دارای پایداری بیشتری در تمام تحلیل ها می باشد و حداقل رسوب گیری تا ۴۰ روز اتفاق می افتد. ویژگیهای ترموفیزیکی نان و سیالات دارای (CTAB) از ۲۰درجه تا ۷۰ درجه برای غلظت های 172%-75%-5%-25%نانو ذرات اندازه گیری شده اند. حداکثر رسانای گرمایی برای مایع پایه در صورت وجود غلظت 747/ 23برای% wt ۱ CooH- GnP % در دمای 60 درجه سانتی گراد مشاهده شده است نانو سیالات هیبریدی دارای رسانای گرمایی بیشتر در مقایسه با ناتو سیالات مقدار ۳۰ تا ۵۰ درجه سانتی گراد هستند. نانوسیالات موجود هیبریدی رفتار نیوتنی نشان می دهد که در آن فشار کششی به صورت خطی همراه با افزایش سرعت واکنش افزایش می یابد. نانوسیالات موجود با غلظت wt ۱ % از دارای بیشترین ویسکوزیته در 40 درجه سانتی گراد است و این مقدار %54/ 42 و%58/ 4بیشتر از مایع پایه و % wt ۱ % نانو سیالات هیبریدی است. ویژگی های ارتقا یافته نانوسیالات هیبریدی می تواند به عنوان ابزار جایگزین انتقال گرما در نظر گرفته شود.

4- نتیجه گیری

پایداری، رسانایی گرمایی و ویسکوزیته نانوسیالات TiO2 (COOH-GnP)-از 30 تا 70 درجه سانتی گراد با چهار غلظت مختلف (0. 1 wt% 0. 025, 0. 05, 0. 075,) تعیین شده اند. فراصوتی کردن در 90 دقیقه برای تولید ترکیب نانوسیالات بسیار پایدار از طریق افزودن CTAB یا SDBS کافی می باشد. بر اساس نتایج بدست آمده از تحلیل های متعدد پایداری، این نتیجه بیان شد که CTAB بهترین ماده سطحی برای تثبیت این نانو سیال ترکیبی است. رسانایی حرارتی نانو سیالات همراه با دما و غلظت نانو ذرات افزایش می یابد و بیشترین افزایش (23. 74%) در دمای 60 درجه سانتی گراد و 0. 1 wt% مشاهده شده است. نانو سیالات ترکیبی دارای رسانایی حرارتی بالاتری در مقایسه با نانو سیالات COOH-GnP در تمام غلظت ها با دمای کمتر هستند (30 تا 50 درجه سانتی گراد). این بدین معناست که مونو نانو سیالات در دمای 60 درجه سانتی گراد (تمام غلظت ها) برتر از نانو سیالات ترکیبی هستند. رسانایی حرارتی بالا برای COOH-GnP مهم ترین عامل برای افزایش رفتار حرارتی نانو سیالات مونو و هیبریدی می باشد. فشار کششی زمانی افزایش می یابد که نانو ذرات به مایع اصلی اضافه شود. ویسکوزیته نانو ترکیبات مونو و هیبریدی نشان دهنده اختلاف 6% در غلظت 0. 1 wt% و دمای 4 درجه سانتی گراد می باشد. ویژگی افزایش حرارت با افزودن نانو ذرات بیانگر این است که این نانو سیال جدید ترکیبی می تواند به عنوان ابزاری برای انتقال گرما باشد.

Abstract

Graphene based nanofluids are getting more attention among researchers due to their exceptional thermal conductivity. In the present study, stable hybrid nanofluids were produced by dispersing graphene nanoplatelets (GnPs) and titanium dioxide (TiO2) in a mixture of distilled water and ethylene glycol (DW/EG) using a two-step method. For comparison purpose, GnPs were dispersed into the same base fluid and labelled as mono nanofluid. The impact of different surfactants and sonication time on nanofluids’ stability was determined by sedimentation method, zeta potential analysis, and absorbency test. It was observed that the addition of hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB) showed the highest degree of stability in all analyses, with minimal sedimentation up to 40 days. Thermophysical properties of nanofluids with CTAB were measured from 30 °C to 70 °C at 0.1, 0.075, 0.05, and 0.025 wt% concentrations of nanoparticles. The maximum thermal conductivity enhancement of base fluid was found to be 23.74% when 0.1 wt% of COOH-GnP was added at 60 °C. Hybrid nanofluid showed higher thermal conductivity than mono nanofluid at all concentration and temperature ranged from 30 to 50 °C. Both mono and hybrid nanofluids showed Newtonian behaviour in which shear stress increased linearly with increasing shear rate. Mono nanofluid with 0.1 wt% concentration showed the highest viscosity at 40 °C, which was 32.54% and 4.85% higher than base fluid and 0.1 wt% hybrid nanofluid, respectively. The enhanced properties of this hybrid nanofluid could be used as an alternate heat transfer medium in an automobile cooling system.

4- Conclusion

The stability, thermal conductivity, and viscosity of (COOH-GnP)- TiO2 nanofluids were determined from 30 °C to 70 °C with four different concentrations (0.025, 0.05, 0.075, and 0.1 wt%). Ultrasonication of 90 min was sufficient to produce highly stable hybrid nanofluids with the addition of CTAB or SDBS. Based on multiple stability analyses, CTAB was found to be the best surfactant to stabilise this hybrid nanofluid. Thermal conductivity of nanofluids increased with both temperature and concentration of nanoparticles, with the most significant enhancement (23.74%) observed at 60 °C and 0.1 wt%. Hybrid nanofluid showed higher thermal conductivity than COOH-GnP nanofluid at all concentration with lower temperature (30 to 50 °C), which means mono nanofluid surpass hybrid nanofluid at 60 °C (all concentration). High thermal conductivity of COOH-GnP was found to be the dominant factor to enhance thermal behaviour of both mono and hybrid nanofluids. Shear stress was increased when nanoparticles were added into the base fluid. Viscosity of both mono and hybrid nanofluids showed about 6% of difference at 0.1 wt% concentration and 40 °C working temperature. The enhanced thermal property by adding nanoparticles suggested this novel hybrid nanofluid could be used as an alternate heat transfer medium.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تأثیر مواد سطحی مختلف و زمان تابش فراصوت بر پایداری و خصوصیات ترموفیزیکی نانوسیالات ترکیبی

Impact of different surfactants and ultrasonication time on the stability and thermophysical properties of hybrid nanofluids