ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК
ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Print ISSN: 1727-2769    Online ISSN: 2658-3747
English | Русский

Последний выпуск
№2(43) апрель-июнь 2019

Разработка составов и исследование теплопроводящих свойств наносуспензий с содержанием оксида цинка

Выпуск № 2 (43) апрель-июнь 2019
Авторы:

Коскин Антон Павлович,
Попов Сергей Александрович,
Щербашина Анастасия Васильевна
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1727-2769-2019-2-7-15
Аннотация

Теплопроводность ряда жидкостей с низкой диэлектрической проницаемостью может быть существенно увеличена при введении в них наночастиц, при условии получения устойчивых наносуспензий.  В ходе работы подобран состав базовой теплоотводящей жидкости с содержанием тетраэтиленгликоля (ПЭГ200) и коммерчески доступного керосина (КО25). Разработаны методы синтеза устойчивых наноразмерных золей 0,5–3 вес. % ZnO/ПЭГ200-КО25 с использованием олеата цинка в качестве дисперсанта. Подготовлена экспериментальная установка для тестирования теплоотводящих свойств жидкостей (в том числе наносуспензий). Показано, что в автоконвекционном режиме теплоотводящие свойства синтезированных наносуспензий превышают коммерчески-доступные образцы полиметилсилоксановых жидкостей.


Ключевые слова: наночастицы оксида цинка, теплопроводность, теплоотведение, наносуспензии, передача тепла

Список литературы
  1. Review of heat transfer in nanofluids: conductive, convective and radiative experimental results / M. Lomascolo, G. Colangelo, M. Milanese, A. de Risi // Journal of Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2015. – Vol. 43. – P. 1182–1198. – DOI: 10.1016/j.rser.2014.11.086.
  2. Saidur R., Leong K.Y., Mohammad H.A. A review on applications and challenges of nanofluids // Renewable Sustainable Energy Reviews. – 2011. – Vol. 15, N 3. – P. 1646–1668. – DOI: 10.1016/j.rser.2010.11.035.
  3. Huminic G., Huminic A. Application of nanofluids in heat exchangers: a review // Renewable Sustainable Energy Reviews. – 2012. – Vol. 16, N 8. – P. 5625–5638. – DOI: 10.1016/j.rser.2012.05.023.
  4. Techniques for measuring the thermal conductivity of nanofluids: a review / G. Paul, M. Chopkar, I. Manna, P.K. Das // Renewable Sustainable Energy Reviews. – 2010. – Vol. 14, N 7. – P. 1913–1924. – DOI: 10.1016/j.rser.2010.03.017.
  5. Sarkar J. A critical review on convective heat transfer correlations of nanofluids // Renewable Sustainable Energy Reviews. – 2011. – Vol. 15, N 6. – P. 3271–3277. – DOI: 10.1016/j.rser.2011.04.025.
  6. Alteration of thermal conductivity and viscosity of liquid by dispersing ultrafine particles (dispersion of c-Al2O3, SiO2, and TiO2 ultrafine particles) / H. Masuda, A. Ebata, K. Teramae, N. Hishinuma // Netsu Bussei. – 1993. – Vol. 7, N 4. – P. 227–233. – DOI: 10.2963/jjtp.7.227.
  7. Measuring thermal conductivity of fluids containing oxide nanoparticles / S. Lee, S.U.S. Choi, S. Li, J.A.  Eastman // The Journal of Heat Transfer. – 1999. – Vol. 121, N 2. – P. 280–289. – DOI: 10.1115/1.2825978.
  8. Wang X., Xu X., Choi S.U.S. Thermal conductivity of nanoparticle fluid mixture // The Journal of Thermophysics Heat Transfer. – 1999. – Vol. 13, N 4. – P. 474–480. – DOI: 10.2514/2.6486.
  9. Thermal conductivity enhancement of suspensions containing nanosized alumina particles / H. Xie, J. Wang, T. Xi, Y. Liu, F. Ai, Q. Wu // The Japanese Journal of Applied Physics. – 2002. – Vol. 91, N 7. – P. 4568–4572. – DOI: 10.1063/1.1454184.
  10. Temperature dependence of thermal conductivity enhancement for nanofluids / S.K. Das, N. Putra, P. Thiesen, W. Roetzel // ASME The Journal of Heat Transfer. – 2003. – Vol. 125, N 4. – P. 567–574. – DOI: 10.1063/1.1454184.
  11. Wen D., Ding Y. Experimental investigation into the pool boiling heat transfer of aqueous based γ-alumina nanofluids // The Journal of Nanoparticle Research. – 2005. – Vol. 7, N 2–3. – P. 265–274. – DOI: 10.1007/s11051-005-3478-9.
  12. Li C.H., Peterson G.P. Experimental investigation of temperature and volume fraction variations on the effective thermal conductivity of nanoparticle suspensions (nanofluids) // The Japanese Journal of Applied Physics. – 2006. – Vol. 84, N 1. – P. 1–8. – DOI: 10.1205/cherd.04253.
  13. Thermal conductivity and specific heat capacity measurements of Al2O3 nanofluids / V. Barbes, R. Paramo, E. Blanco, M.J. Pastoriza-Gallego, M.M. Pineiro, J.L. Legido, C. Casanova // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. – 2013. – Vol. 111, N 2. – P. 1615–1625. – DOI: 10.1007/s10973-012-2534-9.
  14. Synthesis and surface modification of ZnO nanoparticles / H. Ruoyu, P. Tingting, Q. Jianzhong, L. Hongzhong // Chemical Engineering Journal. – 2006. – Vol. 119, N 2. – P. 71–81. – DOI: 10.1016/j.cej.2006.03.003.
  15. Size-controllable synthesis of spherical ZnO nanoparticles: size- and concentration-dependent resonant light scattering / Y. Jun, Zh  Ronghui., Zh. Chengbin, S. Qun, L. Yi, L. Chongying, H. Xiandeng // Microchemical Journal. – 2012. – Vol. 100. – P. 61–65. – DOI: 10.1016/j.microc.2011.09.002.
  16. Synthesis of ZnO nanoparticles by thermal decomposition of basic zinc carbonate / Hutera B., Kmita A., Olejnik E., Tokarski T. // Journal of Archives of Metallurgy and Materials. – 2013. – Vol. 58, N 2. – P. 489–491. – DOI: 10.2478/amm-2013–0023.
  17. Zhang S.Z., Li X.G. Preparation of ZnO particles by precipitation transformation method and its inherent formation mechanisms // Journal of Colloids and Surfaces A: Physicochem. – 2003. – Vol. 226. – P. 35–44. – DOI: 10.1016/S0927-7757(03)00383-2.
  18. Meulenkamp E.A. Synthesis and growth of ZnO nanoparticles // The Journal of Physical Chemistry. – 1998. – Vol. 102, N 29. – P. 5566–5572. – DOI: 10.1021/jp980730h.
Благодарности. Финансирование

Работа выполнена в рамках государственного задания ИК СО РАН (Проект № AAAA-A17-117041710086-6)

Для цитирования:

Коскин А.П., Попов С.А., Щербашина А.В. Разработка составов и исследование теплопроводящих свойств наносуспензий с содержанием оксида цинка // Доклады АН ВШ РФ. – 2019. – № 2 (43). – C. 7–15 – doi: 10.17212/1727-2769-2019-2-7-15

For citation:

Koskin A.P., Popov A.S., Shcherbashina A.V. Razrabotka sostavov i issledovanie teploprovodyashchikh svoistv nanosuspenzii s soderzhaniem oksida tsinka [The composition development and the heat transfer investigation of zinc oxide nanofluids]. Doklady Akademii nauk vysshei shkoly Rossiiskoi Federatsii – Proceedings of the Russian higher school Academy of sciences, 2019, no. 2 (43), pp. 7–15. DOI: 10.17212/1727-2769-2019-2-7-15.

Просмотров: 20