مطالعه اثر نانوذرات بر خواص ترموفیزیکی و رفتار رئولوژیکی سیال خنک‌کاری در ‏موتورهای احتراقی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

3 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

4 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

doi
10.22034/er.2024.2019916.1023
چکیده

سیستم خنک‌­کننده یکی از مهم‌ترین مجموعه‌های تاثیرگذار بر کارکرد موتور می‌باشد. این سیستم انتقال حرارت و اقتصاد سوخت را افزایش می‌دهد که منجر به بهبود عملکرد موتور می‌شود. اغلب موتورهای احتراق داخلی سیال خنک کننده دارند که می‌تواند هوا یا خنک کننده مایع باشد که در مبدل حرارتی (رادیاتور) جریان داشته و به وسیله هوا خنک می‌شود. برای گردش سیال در این سیستم خواص رئولیژیکی و ترموفیزیکی نانوسیال برای محاسبات پمپاژ عملکرد اهمیت بسیار بالایی دارد. انتقال حرارت درون رادیاتور می‌تواند از راه افزایش سطح انتقال حرارت و افزایش ضریب انتقال حرارت افزایش یابد. ضریب انتقال حرارت می‌تواند با استفاده از روش های انتقال حرارت مناسب‌تر و یا از راه بهبود خواص ترموفیزیکی ماده انتقال حرارت مانند سیالات خنک‌ساز افزایش یابد. در این مطالعه، خواص ترموفیزیکی سیال پایه که محلولی از آب مقطر و اتیلن گلیکل با درصد حضور برابر است، پس از افزودن نانوذرات دی اکسید تیتانیم و دی اکسید سیلیسیم در دو دمای 30 و 60 درجه سانتیگراد بررسی گردیده است. لزجت، تنش برشی و ضریب انتقال حرارت هدایت نانوسیال تهیه شده در دو غلظت حجمی 1 و 2 درصد اندازه‌گیری و با مدل‌های تئوری متفاوت صحت‌سنجی شده‌اند. نتایج، نشان دهنده بهبود انتقال حرارت به میزان 8 و 17 درصد به ترتیب برای دماهای 30 و 60 درجه سانتیگراد است. رفتار رئولوژیکی نانوسیال تهیه شده در دو غلظت حجمی 1 و 2 درصد بررسی و با مدل‌های تئوری متفاوت صحت­‌سنجی شده‌اند. همچنین، نتایج نشان‌­دهنده کاهش مقدار تنش برشی با افزایش دما و افزایش آن با افزایش غلظت حجمی نانوذرات می‌باشد.