بررسي آزمايشگاهي اثر دما و كسر حجمي نانوذرات بر لزجت نانوسيال هيبريدي غيرنيوتني

Experimental investigation of the effects of temperature and nanoparticles volume fraction on the viscosity of non-Newtonian hybrid nanofluid

در اين مقاله اثر دما و كسر حجمي نانوذرات بر لزجت نانوسيال هيبريدي، كه حاوي مخلوطي از آب و اتيلن گليكول به عنوان سيال پايه و تركيبي از نانولوله‌هاي كربني چند جداره و دي‌اكسيد سيليسيوم به عنوان ذرات اضافه شده است، به طور تجربي بررسي شد. اندازه‌گيري‌ها در بازه دمايي 27.5?C تا 50?C و با استفاده از لزجت سنج استوانه‌اي در نرخ برش‌هاي مختلف انجام شد. نمونه‌هاي همگن و پايدار با كسر حجمي جامد 0.0625%، 0.25%، 0.5%، 0.75%، 1%، 1.5% و 2% با تعليق تركيب حجمي مساوي از نانولوله‌هاي كربني و دي‌اكسيد سيليسيوم در مخلوط 50%-50% حجمي آب اتيلن گليكول تهيه شدند. نتايج اندازه گيري در نرخ برش‌هاي مختلف نشان داد كه سيال پايه (مخلوط آب و اتيلن گليكول) از خود رفتار نيوتني دارد، درحالي‌كه همه نمونه‌هاي نانوسيال رفتار غيرنيوتني مشابه مدل قاعده تواني (سدو پلاستيك) و با شاخص توان كمتر از يك نشان دادند. براي همه نمونه‌هاي نانوسيال و همه دماها ضرايب مدل پاورلا از طريق برازش منحني با دقت بالايي محاسبه شدند. نتايج همچنين نشان دادند كه به‌طوركلي لزجت ظاهري با افزايش كسرحجمي، افزايش و با افزايش دما، كاهش مي‌يابد.

In this paper, the effects of temperature and nanoparticles volume fraction on the viscosity of non-Newtonian hybrid nanofluid, containing water and ethylene glycol as a base fluid and multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) and silica (SiO2) as additives, have been investigated experimentally. The measurements have been carried out in temperatures range of 27.5°C - 50°C by using a Brookfield DV-I PRIME digital Viscometer for different shear rates. The stable and homogeneous samples, with the solid volume fractions of 0.0625%, 0.25%, 0.5%, 0.75%, 1%, 1.5% and 2%, were prepared by dispersing equal volumes of dry MWCNTs and SiO2 nanoparticles in a specified amount of the binary mixture of water/EG (50:50 %vol.). The measurement results at different shear rates showed that the base fluid possessed Newtonian behavior, while all nanofluid samples exhibit a pseudoplastic rheological behavior with a power law index of less than unity (n < 1). Moreover, the consistency index and power law index have been obtained by accurate curve-fitting for all nanofluid samples. The results also revealed that the apparent viscosity generally increases with an increase in the solid volume fraction and decreases with rising temperature.