شماره ركورد
22213
پديد آورنده
حميدرضا حسنلو
عنوان
تحليل پخش يكنواخت و انباشتگي نانوذرات در سيالات تركيبي با استفاده از ميدان الكترومغناطيسي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي سيستم هاي انرژِي - انرژي و محيط زيست
تاريخ دفاع
1399/3/12
استاد راهنما
دكتر صادق صادق زاده - دكتر روح الله احمدي
دانشكده
فناوري هاي نوين
چكيده
بعلت آب¬گريزي شديد گرافن، نانوسيالات ايجاد شده حاوي نانوذرات گرافني بسيار ناپايدار بوده و گرافن موجود در سيال¬پايه ته¬نشين مي¬گردد. درك رفتار گرافن و عوامل موثر بر روي ته¬نشيني آن مي¬تواند به ايجاد نانوسيالاتي با پايداري بالاتر كمك ¬كند. در اين پايان نامه، روش جديدي به¬منظور پايدارسازي نانوسيالات حاوي گرافن بررسي شده است. نتايج اين مطالعه را مي¬توان جهت توسعه علوم و فناوري مرتبط با نانوسيالات حاوي نانوذرات گرافني استفاده كرد. از نيروي الكتروهيدروديناميك به¬عنوان يك عامل كنترلي جهت پايدارسازي نانوسيالات گرافني در حضور نانوذره مگنتيت استفاده شده است. برخلاف روش¬هاي شيميايي متداول، كه با ايجاد پيوند بين اجزاء مختلف همراه است، روش فيزيكي نوين معرفي شده در اين مطالعه به¬منظور پايدارسازي نانوسيالات علاوه بر اينكه مي¬تواند مشكل پايداري نانوذره گرافني را برطرف ¬كند، از مشكلات ايجاد شده توسط روش¬هاي شيميايي از قبيل افزايش مقاومت حرارتي ناشي از افزودن مواد فعال¬كننده¬ي سطحي نيز پيشگيري مي¬نمايد. تاثير عوامل مختلف بر پايداري نانوسيالات حاوي گرافن بررسي شده است. مشاهده گرديد كه با افزايش %50، %100 و %170 درصد جرمي گرافن، نرخ نشستن گرافن به¬ترتيب %43، %82 و %109 افزايش مي¬يابد. با افزايش تعداد لايه¬هاي گرافن به دو، سه و چهار لايه، نرخ ته¬نشيني گرافن به¬ترتيب %77، %153 و %263 افزايش يافت. هم¬چنين رفتار گرافن در حضور نانوذره مغناطيسي و اعمال ميدان¬هاي الكتريكي با شدت¬هاي مختلف به¬منظور يافتن مقدار بهينه جهت پايدار كردن گرافن تك لايه مورد بررسي قرار گرفت. افزودن نانوذره مگنتيت و اعمال ميدان الكتريكي به بزرگي V/Å 05/0 سبب پايداري كامل نانوسيال آب/اتيلن¬گليكول-گرافن گرديد. علاوه بر آن، اثرات افزودن مواد فعال¬كننده¬ي سطحي SDBS، SDS و Triton X-100 بر خواص ترموفيزيكي و پايداري نانوسيالات پايه آبي حاوي گرافن مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج اين بررسي مي¬تواند به¬منظور توليد نانوسيالات حاوي مواد فعال كننده¬ي سطحي با خواص ترموفيزيكي و پايداري بهينه مورد استفاده قرار گيرد. بيشترين لزجت و كم¬ترين ضريب نفوذ مربوط به نانوسيال حاوي Triton X-100 است. حلقه بنزن و پيوند قوي بين گرافن و SDBS سبب بالاترين پايداري براي نانوسيال حاوي SDBS مي-گردد. در حالت كلي، افزودن مواد فعال¬كننده¬ي سطحي، خواص ترموفيزيكي نانوسيالات را بيشتر از پايداري آنها تحت تاثير قرار مي¬دهد. بيشترين بهبود خواص ترموفيزيكي و پايداري به¬ترتيب براي نانوسيالات حاوي SDS و SDBS مشاهده گرديد.
واژههاي كليدي: پايداري گرافن، نيروي هيدروالكتروديناميك، خواص ترموفيزيكي، عاملدار كردن غيرپيوندي، ديناميك مولكولي ري¬اكتيو.
تاريخ ورود اطلاعات
1399/04/22
عنوان به انگليسي
Evaluation of dispersion and agglomeration of nanoparticles in hybrid nanofluid by using electromagnetic field
تاريخ بهره برداري
6/1/2020 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
حميدرضا حسنلو
چكيده به لاتين
Owing to its severe hydrophobicity, graphene (G) as on dispersed in a fluid usually deposits there in after a short interval of time. Understanding the G-behavior and the factors affecting its deposition could pave a way of creating a substantially stable nanofluid (NF). In this work, a novel method of stabilizing a G-NF is described with selective examples. The results can be extended to develop science and technology of G-NFs in general. Electrohydrodynamic forces are used as a controlling factor in the presence of magnetic nanoparticles (MNPs). Contrary to common chemical methods employed for preparing G-NFs, which depend on establishing bonds between the components, the physical method introduced in this article could be used as a novel approach not only to dispersing G in a fluid carrier, but also to resolve the common problems originating from utilizing such chemical methods as increasing thermal resistance through adding various types of surfactants. The effects of various factors on the stability of the G-NFs are described. By increasing 50%, 100% and 170% of G, the G sitting rate increased by 43%, 82%, and 109%, respectively. With the addition of one, two and three layers to a G-monolayer, the G sitting rate grew by 77%, 153%, and 263%, respectively. Further, the G-behavior in the presence of MNPs and varied intensive electric fields were studied to optimize an electric field that could stabilize a single-layer G sheet in aqueous NFs. Adding MNPs promptly stabilizes a water/ethylene glycol/G NF in an applied electric field of 0.05 V/Å. In addition, effect of adding Sodium dodecyl benzenesulfonate(SDBS), Sodium dodecyl sulfate (SDS) and Triton X-100 on the thermophysical properties and the stability of water/ethylene glycol-G NFs is investigated. The results of this study can be used to produce G-NFs with optimized thermophysical properties and stability by using appropriate surfactants. Final observations demonstrate that NFs with Triton X-100 have the highest viscosity and the lowest diffusion coefficient. Benzene ring and a stronger bond between G and SDBS make the SDBS NFs more stable. All in all, the thermophysical properties of NFs are influenced more than their stability by adding surfactants. The best thermophysical improvement was found for NFs prepared with SDS anionic surfactant. On the other hand, NFs with SDBS surfactant has a better stability.
Keywords: Graphene stability; Electrohydrodynamic force; Thermophysical properties; Non-covalent functionalization; Reactive molecular dynamics.