Index
ورود کاربر
Telegram RSS ارسال به دوستان نسخه چاپی ذخیره خروجی XML خروجی متنی خروجی PDF
کد خبر : 109718
تاریخ انتشار : 16 تیر 1387 0:0
تعداد مشاهدات : 74

با بهره‌گيري از نانوسيالات

پژوهشگران ايراني موفق به افزايش بازده مبدل هاي حرارتي شدند

پژوهشگران شرکت پژوهش و فن آوري پتروشيمي به دانش فني افزايش راندمان مبدل هاي حرارتي به وسيله نانوسيالات دست يافتند... پژوهشگران شرکت پژوهش و فن آوري پتروشيمي به دانش فني افزايش راندمان مبدل هاي حرارتي به وسيله نانوسيالات دست يافتند. به گزارش خبرنگار فن آوري خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، نتايج بررسي هاي انجام شده در اين پژوهش در زمينه انتقال حرارت نانوسيالات نشان مي دهد که استفاده از نانوسيالات سبب افزايش ضريب هدايت حرارتي و ضريب انتقال حرارت جابجايي نسبت به سيالات پايه مي شود. در مبدل هاي حرارتي پوسته و لوله به دليل عملکرد حرارتي بالاي نانوسيال نسبت به آب، مي توان از نانوسيال در فرآيندهاي گوناگون براي سرمايش و گرمايش استفاده کرد؛ بدين ترتيب با افزايش انتقال حرارت مي توان دبي آب مصرفي را در بيشتر مواقع کاهش داد. اين امر مي تواند راه گشاي مشکل آب مصرفي و پساب توليدي صنايع بزرگ نظير صنعت نفت و به ويژه صنعت پتروشيمي باشد. هم چنين با افزايش انتقال حرارت مي توان ابعاد مبدل­هاي حرارتي مورد استفاده در اين صنايع را کاهش داد. يکي از موانع موجود براي افزايش ظرفيت صنايع مختلف، عدم پاسخگويي دستگاه هاي حرارتي در ظرفيت هاي بالاتر است. علاوه بر اين، افزايش ظرفيت، افزايش افت فشار را به دنبال دارد كه اين مساله يکي از مهمترين محدوديت ها در صنايع بزرگ به ويژه صنعت پتروشيمي به شمار مي رود. روش هاي متداول افزايش انتقال حرارت به شدت سبب افزايش افت فشار نيز مي شوند. براساس نتايج اين تحقيق كه به ادعاي مجريان طرح براي نخستين بار در دنيا انجام شده است، مي توان با استفاده از نانوسيالات خاص، راندمان حرارتي مبدل هاي حرارتي را که از مهمترين دستگاه­هاي حرارتي به کار رفته در صنايع است به طور چشمگيري افزايش داد و اين در حالي است که افت فشار نيز کاهش قابل ملاحظه اي پيدا مي کند. به گفته آنها، نتايج اين تحقيق مي تواند تحول شگرفي در صنايع مختلف از ديدگاه هاي محيط زيست، انرژي، افزايش ظرفيت و اقتصادي ايجاد كند. توجه به محدوديت سوخت هاي فسيلي در دنيا موجب شده است که امروزه موضوع بهينه سازيِ مصرف انرژي در واحدهاي فرآيندي، بيش از پيش مورد توجه قرار گيرد. در فرآيندهاي شيميايي، مهم ترين بخشي که مستقيماً با مصرف انرژي ارتباط مي يابد، مبدل هاي حرارتي مي باشد. امروزه تلاش بسياري در جهت افزايش شدت انتقال حرارت و يا کوتاه كردن زمان انتقال حرارت در مبدل ها صورت مي گيرد. استفاده از پره ها (براي افزايش سطح انتقال حرارت) و ساير فن آوري هاي موجود از روش هايي هستند که در افزايش انتقال حرارت به کار مي روند؛ اما اين روش ها پاسخگوي نياز به انتقال حرارت بالا در صنايع مختلف نيستند و علاوه بر آن سبب افزايش افت فشار هم مي شوند. در نتيجه بايد به روش هاي ديگري براي افزايش عملکرد حرارتي در اين صنايع متوسل شد. سيالات متداول در انتقال حرارت مانند آب، اتيلن گليکول، روغن موتور و غيره نقشي حياتي در فرآيندهاي انتقال حرارت در صنعت ايفاء مي کنند. اين سيالات به طورکلي داراي خواص انتقال حرارت ضعيفي در مقايسه با اکثر جامدات هستند و همين امر سبب ايجاد مشکلات فراواني در طراحي مبدل هاي حرارتي و فشرده ساختن آنها شده است. به گزارش ايسنا، پيشرفت هاي اخير در معلق كردن ذرات فوق العاده ريز جامد در سيالات، به عنوان راهبردي جديد در عمليات انتقال حرارت مطرح شده است. انواع مختلفي از ذرات جامد شامل ذرات فلزي و اکسيد فلزات به سيالات جهت تشکيل سوسپانسيون افزوده مي شوند تا عملکرد حرارتي آنها را بهبود بخشند. با اين وجود اين سوسپانسيون هاي معمولي که حاوي ذرات معلق ميلي­متري و ميکرومتري هستند با مشکلات ته­نشيني ذرات، سايش تجهيزات، گرفتگي کانال­ها و افت فشار زياد مواجه هستند. نانوسيال به محلول سوسپانسيوني اطلاق مي شود که ذرات فوق العاده ريز (کوچکتر از 100 نانومتر) در سيالي خالص به حالت تعليق درآورده شده باشند. اين نانوذرات از جنس فلز و يا اکسيد فلزات هستند و اغلب کروي شکل و يا استوانه يي مي باشند. اين سوسپانسيون ها سري جديدي از سيالات واسط حرارتي هستند که از معلق كردن ذرات بسيار ريز در مايعات متداول مانند آب و اتيلن گليکول به دست آمده اند و عملکرد حرارتي سيالات پايه را افزايش مي دهند. گفتني است، تاکنون رفتار حرارتي نانوسيالات در مبدل هاي حرارتي پوسته و لوله بررسي نشده است و بسياري از نتايج به دست آمده در زمينه انتقال حرارت نانوسيالات، در مورد دو شرط مرزي شار حرارتي ثابت و دماي ثابت در ديواره و در هندسه هاي مختلفي همچون لوله ها و کانال ها به دست آمده اند. در مبدل هاي حرارتي، شرط مرزي حرارتي واقعي، متفاوت است بدين معني که هيچ يک از شروط مرزي ياد شده وجود ندارد و دماي ديواره و همچنين شار حرارتي در طول مبدل تغيير مي کند.