OBRABOTKAMETALLOV Vol. 27 No. 1 2025 25 TECHNOLOGY Рис. 4. Вязкость различных растительных масел Fig. 4. Viscosity of diff erent vegetable oils самым защищая механические компоненты от повреждений. Сочетание высокой теплопроводности и умеренной вязкости делает кукурузное масло наиболее подходящим для различных промышленных применений. Его способность эффективно проводить тепло, обеспечивая при этом достаточное смазывание, может повысить производительность и долговечность машин и оборудования. В процессах обработки металла, таких как механическая обработка, где выделение тепла неизбежно, использование кукурузного масла в качестве смазочно-охлаждающей жидкости может помочь эффективно рассеивать тепло, предотвращая износ инструмента и продлевая срок его службы. Добавление наночастиц в кукурузное масло служит эффективной стратегией минимизации трения благодаря их превосходным трибологическим и термофизическим характеристикам по сравнению с базовой жидкостью. НаноСОЖ демонстрируют исключительную эффективность, обусловленную несколькими механизмами, включая образование прокатываемой защитной пленки, а также эффекты восстановления и полировки. На рис. 5 представлена теплопроводность различных наножидкостей. Во всех наножидкостях теплопроводность увеличивается до 0,8 % при добавлении наночастиц. Однако когда концентрация наночастиц достигает 1 %, происходит снижение теплопроводности из-за явлений седиментации или агломерации. В работе оценивали влияние различных нанопорошков (CuO, Al2O3, графена и многослойных углеродных нанотрубок) на свойства наножидкостей. Среди них графеновые наножидкости продемонстрировали наиболее перспективные результаты по теплопроводности. В частности, по сравнению с теплопроводностью базового кукурузного масла, равной 0,154 Вт/мК, теплопроводность графенового масла с концентрацией наночастиц 0,8 % выросла на 9,74 %, достигнув 0,169 Вт/м ⋅ К. Примечательно, что графеновые наножидкости неизменно превосходили другие типы; за ними следовали наноСОЖ с добавлением многослойных углеродных нанотрубок, а затем – оксида меди и оксида алюминия. Эти результаты подчеркивают высокий потенциал наножидкостей на основе графена в повышении теплопроводности по сравнению с обычными базовыми жидкостями. Это связано с исключительной теплопроводностью графена, которую можно объяснить его уникальной атомной структурой и свойствами. Графен представляет собой один слой атомов углерода, расположенных в двумерной сотовой решетке, что обеспечивает эффективную передачу тепла благодаря высокой длине свободного пробега фононов и баллистическому переносу носителей тепла. Кроме того, графен обладает превосходной механической прочностью и стабильностью, предотвращая структурные деформации, которые могут препятствовать передаче тепла. Благодаря своей огромной площади поверхности он может легче взаимодействовать с соседними молекулами, что повышает эффективность теплопередачи. Рис. 5. Теплопроводность различных наноСОЖ Fig. 5. Thermal conductivity of diff erent nanofl uids
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1