25841

تهيه سيال هاي پايه پليمري رسانا با استفاده از نانو ذرات اكسيد فلزي و بررسي نقش آنها در عملكرد لوله هاي حرارتي نوساني به منظور خنك كاري سلول هاي خورشيدي

دكترا

شيمي- شيمي آلي

1395

1400/8/19

علي ملكي

محمدحسين احمدي

شيمي

افزايش بازدهي مبدل¬هاي حرارتي همواره يكي از مهم‌ترين دغدغه¬هاي صنعت بوده است. لوله-هاي حرارتي نوساني فنّاوري نوين و پربازده¬اي درزمينه انتقال حرارت هستند. از لوله¬هاي حرارتي نوساني به‌صورت گسترده در آب¬گرم¬كن¬هاي خورشيدي، آب¬شيرين¬كن¬هاي خورشيدي، سلولهاي خورشيدي و ... استفاده مي¬شود. در اين پروژه تحقيقاتي به بررسي تاثير استفاده از نانوسيالات مختلف بر عملكرد لوله حرارتي و پنل سلول¬هاي خورشيدي پرداخته شده است. سه نانوسيالدي اكسيد زيركونيوم فريت بيسموت (ZBF)، دي اكسيد زيركونيوم (ZrO2)و كامپوزيت¬هاي هيبريدي دي اكسيد زيركونيوم/ دي اكسيدسيليسيوم(ZrO2/SiO2) و دي اكسيدزيركونيوم/دي¬اكسيدسيليسيوم/پلي-آنيلين(ZrO2/SiO2/PANI) سنتز گرديد و بوسيله آناليزهاي SEM، EDX، XRD، FT-IR، UV/VIS و TGA صحت نانوكامپوزيتهاي تهيه شده اثبات گرديد. عملكرد نانوسيال هاي تهيه شده، در مبدل هاي حرارتي و سلولهاي خورشيدي با غلظت¬هاي 0.25، 0.5 و 1 گرم بر ليتر مورد بررسي قرار گرفتند. همچنين عملكرد لوله حرارتي با استفاده از نانوسيال بهينه در حالت¬هاي حاوي پليمر رسانا و بدون پليمر رسانا نيز با هم مقايسه گرديد. بدين منظور در توان¬هاي مختلف ورودي به تبخير كننده و نسبت پرشدگي ثابت 50% مقاومت حرارتي براي نانوسيالات مختلف مورد بررسي قرار گرفت. همچنين تاثيرات رسانايي حرارتي و ويسكوزيته ديناميكي نيز بر روند عملكرد نانوسيالات (حاوي پليمر رسانا و بدون پليمر رسانا) و بالتبع عملكرد مبدل هاي حرارتي ارزيابي شد. نتايج پژوهش نشان مي¬دهد كه استفاده از نانوسيالات به عنوان سيال كاري مي¬تواند انتقال حرارت در لوله¬هاي حرارتي نوساني و پنل-هاي سلول هاي خورشيدي را نسبت به سيال عامل آب بهبود و مقاومت حرارتي را به ميزان قابل قبولي كاهش دهد. لازم به ذكر است در اين حالت مقاومت لوله حرارتي نوساني در برخي شارها تا %48 كاهش يافت.

1400/10/19

Preparation of conductive polymer based fluids using metal oxide nanoparticles and investigating their role in the operation of oscillating heat pipes for cooling solar cells

11/10/2022 12:00:00 AM

Increasing the efficiency of heat exchangers has always been one of the most important concerns of the industry. Swing heat pipes are a new and high-efficiency technology in the field of heat transfer. Oscillating heat pipes are widely used in solar water heaters, solar water sweeteners, solar cells, etc. In this research project, the effect of using different nanofluids on the performance of the heat pipe and the solar cell panel has been investigated. Three nanofluids of zirconium oxide ferrite bismuth (ZBF), zirconium dioxide (ZrO2) and hybrid composites of zirconium dioxide/silicon dioxide (ZrO2/SiO2) and zirconium dioxide/silicon dioxide/Polyaniline (ZrO2/SiO2/PANI) Was synthesized and confirmed by SEM, EDX, XRD, FT-IR, UV/VIS and TGA analyzes to confirm the accuracy of the prepared nanocomposites. The performance of the prepared nanofluids was investigated in heat exchangers and solar cells at concentrations of 0.25, 0.5 and 1 g /l. Also, the performance of the heat pipe using optimal nanofluid in the states containing conductive polymer and without conductive polymer was compared. For this purpose, at different input capacities to evaporator and constant filling ratio of 50% thermal resistance for different nanofluids were investigated. Also, the effects of thermal conductivity and dynamic viscosity on the performance of nanofluids (containing conductive polymers and non-conductive polymers) and consequently the performance of heat exchangers were evaluated. The results show that the use of nanofluids as a working fluid can improve heat transfer in oscillating heat pipes and solar cell panels compared to the working fluid of water and reduce the thermal resistance to an acceptable level. It should be noted that in this case, the resistance of the oscillating heat pipe in some fluxes was reduced to 48%.