محققان دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف‌آباد با بررسی اثر افزودن نانوذرات بر عملکرد ضدیخ، نانو سیالی تولید کردند که موجب افزایش کارایی ضد یخ‌ها می‌شود.

به گزارش پی اچ دی آزمون به نقل از سرویس علمی ایسنا، اگر از آب به ‌عنوان سیال خنک‌کننده استفاده شود، در صفر درجه‌ سانتی‌گراد یخ می‌زند از این رو هربار که دمای هوا از صفر پایین‌تر می‌رود آب داخل موتور خودرو یخ می‌زند و در نتیجه خودرو به دلیل عدم گردش آب، جوش می‌آورد.

‌علاوه بر آن آب در هنگام انجماد ۹ درصد منبسط می‌شود و یخ زدن آب در داخل رادیاتور و اجزای موتور می‌تواند موجب ترک خوردن بدنه‌ موتور و ترکیدن رادیاتور شود. به ‌منظور جلوگیری از این امر باید از ضدیخ در رادیاتور خودرو یا دیگر تجهیزاتی که از آب در سیستم خنک‌کننده بهره می‌برند، استفاده کرد.

دکتر مسعود افرند عضو هیات علمی دانشگاه آزاد واحد نجف آباد و از محققان این طرح، از مخلوط اتیلن گلیکول و آب به ‌عنوان رایج‌ترین ضد یخ مورد استفاده یاد کرد و گفت: مخلوط اتیلن گلیکول و آب به‌ عنوان یک خنک‌کننده‌ ضد یخ در بسیاری از صنایع از جمله مبدل‌های حرارتی و رادیاتور اتومبیل‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این مخلوط به دلیل پایین بودن هدایت حرارتی، کارایی لازم را از خود نشان نمی‌دهد. از این ‌رو در این طرح سعی شده است با افزودن نانو ذرات به این مخلوط و تولید نانو سیال عملکرد حرارتی آن بهینه شود.

وی استفاده از نانوسیال سنتز شده در این طرح را موجب افزایش کارایی سیستم‌های خنک‌کننده، کاهش ابعاد سیستم‌ها و همچنین کاهش میزان مصرف انرژی و در پی آن کاهش هزینه‌های مربوط به آن دانست.

افرند، ادامه داد: در این پژوهش اثر نانو ذرات هیبریدی (نانو لوله‌های کربنی و سیلیکا) بر رفتار رئولوژیک ضدیخ مورد بررسی قرار گرفت؛ چرا که افزودن این نانو ذرات رفتار رئولوژی این سیال را به ‌شدت تغییر می‌دهد.

به گفته این محقق، از آنجایی‌ که رفتار رئولوژی یک پارامتر مهم در تعیین توان پمپاژ و چرخش سیال در سیستم خنک‌کننده است، ارزیابی ویسکوزیته که بیانگر رفتار رئولوژیک سیال است بسیار ضروری خواهد بود ضمن آن که نانو سیلیکا و نانو لوله‌های کربنی نیز موجب بهبود ویسکوزیته سیال و همچنین تغییر رفتار آن شده است که با استفاده از این موضوع می‌توان توان مورد نیاز جهت پمپاژ نانو سیال حاصل را تخمین زد.

عضو هیات علمی واحد نجف آباد با تاکید بر این که در این تحقیق ابتدا نانو ذرات سیلیکا و نانولوله‌های کربنی در مخلوطی از آب و اتیلن گلیکول با کمک همزن‌های مغناطیسی و التراسونیک معلق شدند، خاطرنشان کرد: به ‌منظور پایداری بهتر نمونه‌ها از نانو لوله‌های کربنی عامل‌دار شده استفاده شد و در نهایت با استفاده از ویسکوزیته سنج در دماها و دورهای متفاوت ویسکوزیته نمونه‌های مختلف اندازه‌گیری شده است.

نتایج حاصل شده نشان داده‌اند که با افزودن نانوذرات به سیال پایه، ویسکوزیته آن به‌شدت تغییر یافته و رفتار سیال از نیوتنی به غیر نیوتنی تبدیل شده است. همچنین با مطابقت نتایج با نمودارهای سیالات غیر نیوتنی می‌توان به سدوپلاستیک بودن این سیال پی برد.

به گفته وی ضد یخ تولید شده با این نانو سیال می‌تواند در بسیاری از صنایع از جمله صنایع پلیمر مورد استفاده قرار گیرد.

این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر مسعود افرند عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف‌آباد و مهندس حامد اشگرف دانشجوی مقطع کارشناسی ارشد این دانشگاه است و نتایج آن نیز در مجله‌ Experimental Thermal and Fluid Science به چاپ رسیده است.