Нанорідини PEG/MgO/SiC-H2O як чудове теплопередаюче середовище: синтез, властивості та застосування
Анотація
Сьогодні однією з найбільш значущих і широко використовуваних галузей техніки є наука про теплообмін. З огляду на потребу в енергоменеджменті економія енергії та підвищення ефективності є надзвичайно важливими. Численні сектори, включаючи охолодження машин на електростанціях, автомобільну промисловість, електронне обладнання та теплообмінники, значною мірою покладаються на теплообмін рідиною. Покращений дизайн і функціональність теплових систем стали можливими завдяки підвищеній швидкості теплопередачі рідинами. У цьому дослідженні представлено виробництво, характеристики та потенційне використання нанофлюїдів PEG/MgO/SiC-H2O як кращого теплообмінного середовища. Результати показують, що коли кількість наночастинок MgO/SiC збільшується, час плавлення зменшується. Крім того, коли концентрація MgO/SiC NP збільшилася з 3 до 12 масових відсотків через 15 хвилин, скорочення часу плавлення досягає 65,5%. Крім того, коли концентрація наночастинок MgO/SiC була збільшена з 3 вагових відсотків до 12 вагових відсотків на довжині хвилі λ=400 нм, електропровідність нанофлюїдів PEG/MgO/SiC H2O зросла приблизно на 30,6 %. У той же час поглинання зросло приблизно на 66,4 %, а пропускна здатність зменшилася на 58,8 %.
Завантаження
Посилання
E.A.C. Panduro, F. Finotti, G. Largiller, and K.Y. Lervåg, “A review of the use of nanofluids as heat-transfer fluids in parabolic-trough collectors”, Applied Thermal Engineering, 211, 118346 (2022). https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2022.118346
S.U.S. Choi, J.A. Eastman, Enhancing Thermal Conductivity of Fluids with Nanoparticles, Technical Report ANL/MSD/CP-84938; CONF-951135-29, Argonne National Lab., IL (United States), 1995, https://www.osti.gov/biblio/196525
R. Taylor, S. Coulombe, T. Otanicar, P. Phelan, A. Gunawan, W. Lv, G. Rosengarten, R. Prasher, and H. Tyagi, “Small particles, big impacts: A review of the diverse applications of nanofluids”, J. Appl. Phys. 113, 011301 (2013), http://dx.doi.org/10.1063/1.4754271
F.L. Rashid, and A. Hashim, “Recent Review on Nanofluid/ Nanocomposites for Solar Energy Storage”, International Journal of Scientific Research and Engineering Development, 3(4), 780-789 (2020).
F.L. Rashid, and A. Hashim, “Development of Phase Change Materials/Nanoparticles for Thermal Energy Storage”, International Journal of Scientific Research and Engineering Development, 3(4), 790-799 (2020).
H.N. Azziz, A.S. Sharee, and F.L. Rashid, “Experimental Investigation of the Heat Transfer for the Effect of Nanoparticles with Different Base Fluid and Solar Collector Tilt Angle”, Journal of Engineering and Applied Sciences, 13(13), 10614 (2018).
F.L. Rashid, A.K. Hussein, E.H. Malekshah, A. Abderrahmane, K. Guedri, and O. Younis, “Review of Heat Transfer Analysis in Different Cavity Geometries with and without Nanofluids”, Nanomaterials, 12, 2481 (2022). https://doi.org/10.3390/nano12142481
N. Czaplicka, A. Grzegórska, J. Wajs, J. Sobczak, and A. Rogala, “Promising Nanoparticle-Based Heat Transfer Fluids – Environmental and Techno-Economic Analysis Compared to Conventional Fluids”, Int. J. Mol. Sci. 22, 9201 (2021). https://doi.org/10.3390/ijms22179201.
L. Heller, Literature Review on Heat Transfer Fluids and Thermal Energy Storage Systems in CSP Plants, (STERG, Stellenbosch, South Africa, 2013).
J. Gong, and K. Sumathy, Active Solar Water Heating Systems, (Elsevier Ltd., Amsterdam, The Netherlands, 2016). ISBN 9780081003022
A.M. Hashim, F.L. Rashid, and I.K. Fayyadh, “Preparation of Nanofluid (Al2O3-water) for Energy Storage”, IOSR Journal of Applied Chemistry, 5(3), 48-49 (2013).
Z.H. Obaid, F.L. Rashid, M.A. Habeeb, A. Hashim, and A. Hadi, “Synthesis of New Biomaterial Composite for Thermal Energy Storage and Release”, Journal of Chemical and Pharmaceutical Sciences, 10(3), 1125-1128 (2017). https://jchps.com/issues/Volume%2010_Issue%203/20171025_064723_1021016.pdf
H.N. Obaid, M.A. Habeeb, F.L. Rashid, and A. Hashim, “Thermal energy storage by nanofluids”, Journal of Engineering and Applied Sciences, 8(5), 143-145 (2014).
F.L. Rashid, A. Hadi, Al-Garah, H. Naheda, and A. Hashim, “Novel phase change materials, MgO nanoparticles, and water based nanofluids for thermal energy storage and biomedical applications”, Int. J. Pharm. Phytopharmacol. Res, 8(1), 46-56 (2018).
O. Ouabouch, M. Kriraa, and M. Lamsaadi, “Stability, thermophsical properties of nanofluids, and applications in solar collectors: A review”, AIMS Materials Science, 8(4), 659–684 (2021). https://doi.org/10.3934/matersci.2021040
N. Ali, A.M. Bahman, N.F. Aljuwayhel, S.A. Ebrahim, S. Mukherjee, and A. Alsayegh, “Carbon-Based Nanofluids and Their Advances towards Heat Transfer Applications – A Review, Nanomaterials, 11, 1628 (2021). https://doi.org/10.3390/nano11061628
S.R. Nfawa, A.R.A. Talib, A.A. Basri, and S.U. Masuri, “Novel use of MgO nanoparticle additive for enhancing the thermal conductivity of CuO/water nanofluid”, Case Studies in Thermal Engineering, 27, 101279 (2021). https://doi.org/10.1016/j.csite.2021.101279
A. Kakavandi, and M. Akbari, “Experimental investigation of thermal conductivity of nanofluids containing of hybrid nanoparticles suspended in binary base fluids and propose a new correlation”, International Journal of Heat and Mass Transfer, 124, 742-751 (2018). https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.03.103
H. Ahmed, A. Hashim, H.M. Abduljalil, Determination of Optical Parameters of Films Of PVA/TiO2/SiC and PVA/MgO/SiC Nanocomposites for Optoelectronics and UV-Detectors, Ukr. J. Phys. 65(6), (2020). https://doi.org/10.15407/ujpe65.6.533
A. Hashim, “Fabrication and characteristics of flexible, lightweight, and low-cost pressure sensors based on PVA/SiO2/SiC nanostructures”, J. Mater. Sci: Mater. Electron. 32, 2796–2804 (2021). https://doi.org/10.1007/s10854-020-05032-9
A. Hashim, H. Abduljalil, and H. Ahmed, “Analysis of Optical, Electronic and Spectroscopic properties of (Biopolymer-SiC) Nanocomposites for Electronics Applications”, Egypt. J. Chem. 62, (2019). https://doi.org/10.21608/EJCHEM.2019.7154.1590
H. Ahmed, and A. Hashim, “Structural, Optical and Electronic Properties of Silicon Carbide Doped PVA/NiO for Low Cost Electronics Applications”, Silicon, 13, 1509 (2021). https://doi.org/10.1007/s12633-020-00543-w
H. Ahmed, and A. Hashim, “Geometry Optimization, Optical and Electronic Characteristics of Novel PVA/PEO/SiC Structure for Electronics Applications”, Silicon, 13, 2639 (2021). https://doi.org/10.1007/s12633-020-00620-0
Al-Aaraji, N.AH., Hashim, A., Hadi, A. et al. Effect of Silicon Carbide Nanoparticles Addition on Structural and Dielectric Characteristics of PVA/CuO Nanostructures for Electronics Devices. Silicon (2021). https://doi.org/10.1007/s12633-021-01265-3.
A. Hashim, H.M. Abduljalil, and H. Ahmed, “Fabrication and Characterization of (PVA-TiO2)1-x/ SiCx Nanocomposites for Biomedical Applications”, Egypt. J. Chem. 63(1), (2020). https://doi.org/10.21608/EJCHEM.2019.10712.1695
Obaid, W.O., Hashim, A. Synthesis and Augmented Optical Properties of PC/SiC/TaC Hybrid Nanostructures for Potential and Photonics Fields. Silicon, 14, 11199 (2022). https://doi.org/10.1007/s12633-022-01854-w
H. Ahmed, and A. Hashim, “Tuning the Spectroscopic and Electronic Characteristics of ZnS/SiC Nanostructures Doped Organic Material for Optical and Nanoelectronics Fields”, Silicon, (2022). https://doi.org/10.1007/s12633-022-02173-w
A. Hashim, M.H. Abbas, N.AH. Al-Aaraji, et al. “Facile Fabrication and Developing the Structural, Optical and Electrical Properties of SiC/Y2O3 Nanostructures Doped PMMA for Optics and Potential Nanodevices”, Silicon, (2022). https://doi.org/10.1007/s12633-022-02104-9
A. Hashim, M.H. Abbas, N.A.H. Al-Aaraji, et al. “Controlling the Morphological, Optical and Dielectric Characteristics of PS/SiC/CeO2 Nanostructures for Nanoelectronics and Optics Fields”, J. Inorg. Organomet. Polym. (2022). https://doi.org/10.1007/s10904-022-02485-9
A. Arifutzzaman, A.F. Ismail, I.I. Yaacob, M.Z. Alam, and A.A. Khan, “Stability investigation of water based exfoliated graphene Nanofluids”, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 488, (2019), https://doi.org/10.1088/1757-899X/488/1/012002.
M. Hadadian, E.K. Goharshadi, and A. Youssefi, “Electrical conductivity, thermal conductivity, and rheological properties of graphene oxide-based nanofluids”, J. Nanopart. Res. 16, (2014), https://doi.org/10.1007/s11051-014-2788-1
I.R. Agool, K.J. Kadhim, and A. Hashim, “Preparation of (polyvinyl alcohol–polyethylene glycol–polyvinyl pyrrolidinone–titanium oxide nanoparticles) nanocomposites: electrical properties for energy storage and release, International Journal of Plastics Technology”, 20(1), 121 (2016). https://doi.org/10.1007/s12588-016-9144-5
A. Hashim, and A. Hadi, (2017). “Synthesis and Characterization of Novel Piezoelectric and Energy Storage Nanocomposites: Biodegradable Materials–Magnesium Oxide Nanoparticles”, Ukrainian Journal of Physics, 62(12), 1050, https://doi.org/10.15407/ujpe62.12.1050
I.R. Agool, K.J. Kadhim, and A. Hashim, “Synthesis of (PVA-PEG-PVP-ZrO2) Nanocomposites For Energy Release and Gamma Shielding Applications, International Journal of Plastics Technology”, 21(2), (2017). https://doi.org/10.1007/s12588-017-9196-1
A. Hadi, A. Hashim, and D. Hassan, “Fabrication of new ceramics nanocomposites for solar energy storage and release”, Bulletin of Electrical Engineering and Informatics, 9(1), (2020), https://doi.org/10.11591/eei.v9i1.1323
A. Hadi, F.L. Rashid, H.Q. Hussein, A. Hashim, “Novel of water with (CeO2-WC) and (SiC-WC) nanoparticles systems for energy storage and release applications”, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 518(3), 5 (2019).https://doi.org/10.1088/1757-899X/518/3/032059
N.H. Al-Garah, F.L. Rashid, A. Hadi, and A. Hashim, “Synthesis and Characterization of Novel (Organic–Inorganic) Nanofluids for Antibacterial, Antifungal and Heat Transfer Applications”, Journal of Bionanoscience, 12, (2018). https://doi.org/10.1166/jbns.2018.1538
A.S. Shareef, F.L. Rashid, A. Hadi, and A. Hashim, “Water-Polyethylene Glycol/ (SiC-WC) and (CeO2-WC) Nanofluids for Saving Solar Energy”, International Journal of Scientific & Technology Research, 8(11), (2019).
F.L. Rashid, S.M. Talib, A. Hadi, and A. Hashim, “Novel of thermal energy storage and release: water/(SnO2 -TaC) and water/(SnO2–SiC) nanofluids for environmental applications”, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 454, 012113 (2018). https://doi.org/10.1088/1757-899X/454/1/012113
Авторське право (c) 2023 Фархан Лафта Рашид, Ахмед Хашім, Нур Аль-Худа Аль-Аараджі, Асіль Хаді
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
