بررسی تجربی تأثیر نانوذرات تولیدی از زغال باگاس نیشکر (نانو بیوچار) بر خواص ضدسایشی روان‌کار مورد استفاده در هوزینگ یاتاقان پمپ‌های سانتریفوژ در صنعت نفت و پتروشیمی

نویسندگان

1 استادیار، مرکز تحقیقات مواد و انرژی، واحد دزفول، دانشگاه آزاد اسلامی، دزفول، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول، دزفول، ایران

3 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول، دزفول، ایران

doi
10.22034/ijme.2024.428830.1884
چکیده

در این پژوهش، تأثیر نانوذرات بیوچار بر خواص ضدسایشی یک روان­کار صنعتی بررسی شد. در فاز اول با استفاده از دستگاه آسیای مکانیکی، نانوذرات از زغال باگاس نیشکر تولید شد. تولید نانوذرات بیوچار از محصولات پسماند نیشکر، به­ عنوان نانوذرات زیستی می­ تواند گامی در جهت کاهش مشکلات زیست‌محیطی باشد. نانوذرات تولیدشده از طریق آزمون ­های EDS و XRD مورد ارزیابی قرار گرفتند. در فاز دوم نانوذرات بیوچار تولیدی با غلظت 5/0 درصد وزنی با روغن گلدن اسپیدی 20W-50، مورداستفاده در سیستم خنک­ کاری هوزینگ یاتاقان پمپ ­های صنعت نفت و پتروشیمی، ترکیب و خواص ضدسایشی، ضریب اصطکاک و ضریب انتقال حرارت هدایت (k) هر کدام از مخلوط ­ها تعیین شد. بر اساس آزمون­ های انجام ‌شده و نتایج حاصل، مشخص شد افزایش ضریب هدایت حرارتی نانو روان­کار با غلظت 5/0 درصد وزنی نسبت به روان­کار پایه %16/9 و میزان کاهش ضریب اصطکاک آن نسبت به روغن پایه در سرعت­ های خطی 15/0، 2/0 و m/s 3/0 به ترتیب 67/26، 3/32 و %87/27 می­باشد؛ بنابراین در فاز سوم، برای بررسی میدانی نقش نانوذرات بیوچار در هوزینگ یاتاقان پمپ­ ها از مخلوط نانو روان­کار استفاده می ­شود. نتایج آنالیز عنصری نشان می ­دهد عناصر فرسایشی آهن، کروم، آلومینیم، قلع، مس و سرب مربوط به مخلوط نانو روان­کار زیستی در مقایسه با روغن معمول، کاهش داشته است. بنابراین کاربرد نانوذرات بیوچار در ترکیب با روغن مورداستفاده در هوزینگ یاتاقان پمپ­ های صنایع پتروشیمی تأثیر مثبتی در بهبود عملکرد آن دارد.