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

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.

209012

دانشگاه علم و صنعت ايران

محمدحسين احمدي

شيمي- شيمي آلي

علي ملكي