Исследование теплопроводности наножидкостей на основе наночастиц оксида алюмиия
Аннотация
В работе экспериментально исследована теплопроводность наножидкостей на основе наночастиц оксида алюминия (средний диаметр частиц 13 нм). В качестве базовых жидкостей использованы этиленгликоль и изопропанол. Для измерений использован нестационарный метод нагретой проволочки. Показано, что теплопроводность наножидкостей при малых объёмных концентрациях наночастиц 𝐴𝑙2𝑂3 (<0,5 %) соответствует классической теории Максквелла. С дальнейшим ростом концентрации наночастиц в этиленгликоле теплопроводность отклоняется от теории в меньшую сторону, так как становится агрегативно неустойчивой, а в изопропаноле наблюдается аномальное отклонение от теории в большую сторону. В заключение обсуждаются возможные причины наблюдаемого явления.
При поддержке: Работа была выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 09-08-00282), гранта Президента РФ по поддержке ведущих научных школ НШ-3563.2010.1.
Об авторах
С. П. Бардаханов
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН
Россия
Россия
С. А. Новопашин
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
Россия
Россия
М. А. Серебрякова
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
Россия
Россия
Список литературы
1. Choi S.U.S. Enhancing thermal conductivity of fluids with nanoparticles, in: D.A. Siginer, H.P. Wang (Eds.). Developments and Applications of Non-Newtonian Flows, 1995, FED-231/MD 66, ASME, New York, 99-105.
2. Maxwell J.C. A Treatise on Electricity and Magnetism, 2nd ed. — Oxford: Clarendon Press. — 1881, 1, 435.
3. Eastman J.A., Choi S.U.S., Li S., Thompson L.J., Enhanced thermal conductivity through the development of nanofluids // Proceedings of the Symposium on Nanophase and Nanocomposite Materials II. Materials Research Society, USA –1997. — 457. — 3-11.
4. Eastman J.A., Choi S.U.S., Li S., Yu W., Thompson L.J. Anomalously increased effective thermal conductivities of ethylene glycolbased nanofluids containing copper nanoparticles // Applied Physics Letters. — 2001. — 78. — 718-720.
5. Lee S., Choi S.U.S., Li S., Eastman J.A. Measuring thermal conductivity of fluids containing oxide nanoparticles. // Journal of Heat Transfer. — 1999. — 121. — 280-289.
6. Wang X., Xu X., Choi S.U.S. Thermal conductivity of nanoparticle–fluid mixture. // Journal of Thermophysics and Heat Transfer. — 1999. — 13. — 474-480.
7. Xuan Y., Li Q. Heat transfer enhancement of nanofluids. // International Journal of Heat and Fluid Flow. — 2000. — 21. — 58-64.
8. S.K. Das, N. Putra, P. Thiesen, W. Roetzel, Temperature dependence of thermal conductivity enhancement for nanofluids // Journal of Heat Transfer. — 2003. — 125. — 567-574.
9. Murshed S.M.S., Leong, K.C. Yang C. Enhanced thermal conductivity of TiO2–water based nanofluids // International Journal of Thermal Sciences. — 2005. — 44. — 367-373.
10. Hong T., Yang H., Choi C.J. Study of the enhanced thermal conductivity of Fe nanofluids. // Journal of Applied Physics. — 2005. — 97. — 064311-1–064311-4.
11. Li C.H., Peterson G.P. Experimental investigation of temperature and volume fraction variations on the effective thermal conductivity of nanoparticle suspensions (nanofluids). // Journal of Applied Physics. — 2006. — 99. — 084314-1–084314-8.
12. Wang X.Q, Mujumbar A.S. Heat transfer characteristics of nanofluids: a review. // Inter. J. Therm. Sci. — 2007. — 46. — 1-19.
13. Buongiorno J., Venerus D. C., Prabhat N. et al., A benchmark study on the thermal conductivity of nanofluids, // Journal of Applied Physics. — 2009. — 106. — 094312.
14. Рудяк В.Я., Белкин А.А. Моделирование коэффициентов переноса наножидкостей // Наносистемы: физика, химия, математика. — 2010. — Т. 1, № 1. — С.156 — 177.
15. Skripov P.V., Smotritskiy A.A., Starostin A.A., Shishkin A.V. A Method of Controlled Pulse Heating: Applications // J. Eng. Thermophys. — 2007. — 16, 3. — 155-163.
16. Eastman J.A., Choi S.U.S., Li S., Thompson L.J., Lee S. Enhanced thermal conductivity through the development of nanofluids // Proc. Mater. Res. Soc. Symposium. Materials Res. Soc., Pittsburgh, PA. USA. Boston. MA. USA. — 1997. — 457. — 3-11.
Рецензия
Для цитирования:
Бардаханов С.П., Новопашин С.А., Серебрякова М.А. Исследование теплопроводности наножидкостей на основе наночастиц оксида алюмиия. Наносистемы: физика, химия, математика. 2012;3(1):27-33.
For citation:
Bardakhanov S.P., Novopashin S.A., Serebrjakova M.A. Investigations of heat conductivity of nanofluids based on aluminum oxide nanoparticles. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2012;3(1):27-33. (In Russ.)
Просмотров:
4
Послать статью по эл. почте 