محاسبۀ ضريب هدايت حرارتي نانو سيال آب و TiO2 با مدل‌هاي مختلف

هدايت حرارتي يكي از خواص ماده و بيان‌گر توانايي ماده در هدايت گرما است. به‌معناي ديگر، هدايت حرارتي اندازه‌گيري تمايل طبيعي ماده به پراكندگي انرژي در زماني است‌كه در اثر تحميل يك گراديان دمايي، حالت تعادل مختل مي‌شود؛ لذا نقش چشم‌گيري در مسائل انتقال حرارت دارد. يكي از راهكارهاي ارتقاي هدايت حرارتي سيال، استفاده از نانوسيالات مي‌باشد. به‌علت كاربردهاي گستردۀ مواد نانومقياس، در كاربردهاي حرارتي و اهميت تعيين هدايت حرارتي نانوسيالات، در اين تحقيق به بررسي يازده‌مدل براي پيش‌بيني هدايت حرارتي نانوسيالات (سيستم حاوي آب و نانوذرات TiO2) و مقايسۀ نتايج محاسبات با نتايج آزمايشگاهي موجود در مقالات پرداخته شده‌است. بر اين‌اساس، مشخص شد كه نسبت ضريب هدايت حرارتي مؤثر (ضريب هدايت حرارتي مخلوط سيال پايه و نانو‌ ذره) به ضريب هدايت حرارتي سيال پايه (keff/kf) در حالتي‌كه مقدار حجمي نانوذره توزيع شده در سيال پايه در حدود 1 الي 3 درصد حجمي باشد، در محدودۀ 1.01 تا 1.1 مي‌باشد، به‌عبارت ديگر، افزودن نانوذره در محدودۀ 1 الي 3 درصد حجمي، اين توانايي را دارد كه نسبت keff/kf را تا 1.1 (يا 10درصد) ارتقا دهد و توانايي هدايت حرارتي مجوعۀ سيال پايه و نانوذره در مقايسه با سيال پايه تا 10 درصد افزايش يابد. هم‌چنين افزايش قطر نانوذرات ميزان بهبود ضريب هدايت حرارتي را كاهش مي دهد.