Effect of Ultrasonication Duration on Colloidal Structure and

Viscosity of Alumina−Water Nanofluid

تاثیر زمان التراسونیک برساختار کلوییدی و ویسکوزیته نانو سیال آب – آلومینا

ABSTRACT

Nanofluids are promising fluids for heat-transfer applications. Low stability and high viscosity are two important drawbacks for practical applications of nanofluids. The aggregation and sedimentation of nanoparticles are related to the colloidal structure of nanofluids, which directly affects the stability and viscosity. An ultrasonic homogenizer can break the aggregation of particles. The aim of this work was to study the effect of the duration of ultrasonic treatment on colloidal structure, including the stability and temperature-dependent viscosity of a nanofluid. Specifically, a 0.5 vol % Al2O3−water nanofluid was prepared using an ultrasonic homogenizer for various durations from 0 to 180 min. The microstructure, colloid and particle sizes, precipitation, and zeta (ζ) potential were analyzed to investigate the aggregation and sedimentation of the nanofluid. The viscosities of nanofluids subjected to ultrasonic treatment for different durations were also measured at different temperatures from 15 to 45 °C. Better particle dispersion, lower particle sizes, smaller colloid sizes, less precipitation, and higher ζ potentials were observed with increasing sonication time. The viscosity of Al2O3−water nanofluid was found to increase with the sonication time up to 60 min and then subsequently decreased. In addition, the viscosity decreased with increasing temperature. The research concluded that more stabler and lower-viscosity nanofluids can be obtained by applying ultrasonic treatment for durations of 90 min or longer.

 جهت دانلود رایگان نسخه لاتین این مقاله اینجا کلیک کنید .

چکیده

نانوسیال ها، سیال هایی مناسب برای کاربردهای انتقال حرارت هستند. پایداری کم و ویسکوزیته ی بالا دو مشکل عمده ی نانوسیال ها برای کاربردهای عملی هستند. تجمع و رسوب نانوذرات وابسته به ساختار کلوییدی نانوسیال هاست که مستقیماً بر پایداری و ویسکوزیته اثر می گذارد. یک همگن ساز التراسونیک می تواند تجمع ذرات را از بین ببرد. هدف این تحقیق مطالعه ی تاثیر زمان عملیات التراسونیک بر ساختار کلوییدی یک نانوسیال بود که شامل پایداری و وابستگی دمایی ویسکوزیته آن می شود. بدین منظور یک نانوسیال آب – ۰.۵ درصد حجمی Al2O3 با استفاده یک همگن ساز التراسونیک با زمان های مختلف از ۰ تا ۱۸۰ دقیقه آماده شد. ساختار، اندازه ذرات و کلویید، رسوبگذاری، و پتانسیل زتا برای بررسی تجمع و رسوب نانوسیال مورد ارزیابی قرار گرفتند. ویسکوزیته ی نانوسیال ها نیز با توجه به زمان های مختلف عملیات التراسونیک در دماهای مختلف از ۱۵ تا ۴۵ درجه سانتی گراد اندازه گیری شد. توزیع ذرات بهتر، اندازه ذرات کوچکتر، اندازه کلویید کوچکتر، رسوبگذاری کمتر، و پتانسیل های زتای بالاتر با افزایش زمان التراسونیک مشاهده شد. مشاهده شد که ویسکوزیته ی نانوسیال آب – Al2O3 تا زمان التراسونیک ۶۰ دقیقه افزایش یافت اما با افزایش زمان بیشتر از آن، کاهش یافت. علاوه بر این با افزایش دما ویسکوزیته کاهش یافت. نتیجه ی این تحقیق این بود که نانوسیال های پایدارتر و با ویسکوزیته ی کمتر می توانند با اعمال عملیات التراسونیک به مدت ۹۰ دقیقه و یا بیشتر حاصل شوند.

 جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.