با توجه به اهمیت فرایند خنک کردن و گرم کردن یک جسم جامد، تولید انتروپی در جریان محدود در اطراف یک مانع مورد بررسی قرار گرفته است. در این مطالعه، شبیه سازی عددی جریان لایه ای آرام و انتقال حرارت نانو سیال ها با نانو ذرات Al2O3 یا نانو لوله های کربن (CNTs)با شکل های مختلف در نظر گرفته شده است. معادله های ناویر-استوکس و انرژی به صورت عددی در یک سیستم مختصات متناسب با هندسه جسم، با استفاده از روش حجم کنترل حل شده اند. الگوهای جریان و میدان های دما برای مقادیر مختلف غلظت ذرات به طور دقیق بررسی شده اند. علاوه بر این، اثرات شکل و غلظت نانو ذرات بر انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، تاثیر نانو سیال ها بر افت فشار و توان پمپ مطالعه شد. از سوی دیگر، کمینه کردن تولید انتروپی به عنوان معیار بهینه سازی در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که در بیشتر موارد، نانو سیال ها انتقال حرارت و همچنین افت فشار را افزایش می دهند. همچنین، شکل نانو ذرات مکانیزم انتقال حرارت در نانو سیال ها مهم است. نانو سیال ها با نانو ذرات استوانه ای CNT نسبت به نانو سیال های که دارای نانو ذرات Al2O3 با شکل کروی هستند، انتقال حرارت را بیشتر افزایش می دهند. برای نانو سیال حاوی CNT با غلظت %5/0 انتقال حرارت خیلی بیشتر از توان پمپاژ افزایش یافته است که این نانو سیال را یک انتخاب اقتصادی می سازد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

نفت موجود در مخازن هیدروکربوری زیرزمینی شامل هیدروکربورهای سنگین که دارای خصوصیات متفاوت  میباشد. هیدروکربورهای سنگین شامل واکسها, مواد آسفالتنی و رزینها میباشد که میتوانند به صورت جامد در ترکیبات ظاهر شوند که در این بین واکسها اهمیت خاصی دارند. تغییر عواملی مانند دما, فشار, ترکیبات اجزای سبک در ترکیبات نفتی و. . . سبب تشکیل رسوب واکس پارافینی جامد در سیال نفتی میشود. رسوب واکس تشکیل شده به طور عمده شامل پارافینها, نفتنها, و به مقدار کمی آروماتیکها میباشد. تشکیل این رسوبات در مرحله اول باعث گرفتگی لوله ها و افزایش مقاومت در برابر جریان و درنتیجه افت فشار جریان و علاوه بر افزایش توان مورد نیاز جهت پمپ نمودن سیال, موجب استهلاک زودرس تاسیسات میشود. مساله تشکیل رسوب واکس و عوامل موثر بر آن, سالهای متمادی مورد بحث پزوهشگران بوده و روشهای متفاوتی جهت کنترل آن بررسی شده است. در این پروژه با بررسی نانوذره SiO2 به عنوان بازدارنده شیمیایی در کاهش دمای تشکیل اولین کریستال واکس(WAT), نتایج قابل قبولی بدست آمد. ابتدا با استفاده از آنالیز گرماسنجی روبشی تفاضلی, دمای 25 درجه سانتی گراد برای نقطه ابری شدن نفت خام  بدست آمد. سپس با افزودن نانوذره SiO2 در غلظتهای مختلف, این دما برای مقادیر متفاوت نانوذره به میزان قابل توجهی کاهش یافت. آنالیز میکروسکوپ نوری قظبی(CPM) نیز تغییر ساختار کریستالهای واکس را به کروی مانند بعد از افزودن نانوذره نشان میدهد. جهت بررسی رفتار جریانی نفت خام نیز از بررسی پارامتر ویسکوزیته ظاهری در نرخ برشی های 1, 0. 1 و 0. 01 rpm در دماهای بالاتر و پایینتر دمای WAT استفاده شد که به طور کلی تاثیر نانوذره SiO2 قابل قبول بود. سپس با استخراج رسوب واکس نمونه های نفتی توسط دو آنالیز پراش پرتو اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی(FESEM) به همراه افزونه EDAX به مطالعه تغییرات حاصل از افزودن نانوذره در رسوبات پرداخته شد. در این زمینه, طبق آنالیز پراش پرتو ایکس مشخص شد که نانوذرات هیچ برهمکنش شیمیایی با مولکولهای واکس نداشته اند بلکه تاییدی بر نتایج بدست آمده در تحلیل آنالیز گرماسنجی روبشی تفاضلی بود. تغییر ساختار رسوب واکس از ساختار لایه ای مانند در غیاب نانوذرات به ساختاری دارای ریزدانه ها در حضور نانوذرات نیز از نتایج حاصل از آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی بود.

در این تحقیق، سیستم لایه نازک Ag-SiO2 با غلظتهای مختلف نقره (%0.2، %0.4، %1.6 و %8) بر سطح زیر لایه soda-lime ساخته شدند. پس از مرحله پخت نمونه ها، بررسی خواص فیزیکی و شیمیایی لایه های نازک سیلیکا (SiO2) حاوی نانوذرات نقره، توسط اندازه گیهای اپتیکی برای تعیین خواص نوری لایه ها، توپوگرافی و ریزساختار نمونه ها توسط میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، اندازه گیری دقیق سایز نانوذرات نقره و توزیع آنها در سطح و حجم لایه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) انجام شد. بر اساس تحلیل نتایج به دست آمده از روشهای مذکور، بدون انجام عملیات حرارتی مناسب، نانوذرات نقره در غلظتهای خیلی کم نقره (%0.2) و یا خیلی زیاد آن (%8) تشکیل نمی شوند، بلکه با در نظر گرفتن غلظت اولیه نقره در یک ناحیه میانی این امر صورت می گیرد. در واقع نانوذرات Ag در این غلظتهای حدی در دمای پخت 200oC تشکیل می شود. همچنین بر اساس مشاهدات TEM، حداقل متوسط اندازه ذرات سنتز شده، برای غلظت %0.2 نقره در حدود 4nm تعیین گردید.

بهره گیری از فناوری های نوین برای تعدیل اثرهای تخریبی خشکی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این پژوهش، از خصوصیات منحصربه فرد نانو ذرات سیلیکا (SiO2) به منظور کاهش اثر تنش کم آبی، روی کاج سیاه (Pinus nigra) استفاده شد. برای تعدیل اثرهای مخرب تنش خشکی بر نهال هایی که بر اساس ظرفیت زراعی خاک هر چهار، شش و هشت روز یک بار آبیاری می شدند به طور جداگانه از سوسپانسیون های نانو ذرات سیلیکا با غلظت های صفر، 10، 30، 60 و 100 میلی گرم بر کیلو گرم استفاده شد طوری که هر هفته یک بار به مدت پنج ماه بر برگ های هر نهال اسپری شد. اعمال نانو ذرات سیلیکا سبب افزایش رویش ارتفاعی، پتانسیل آبی، محتوای نسبی رطوبت و کاهش نشت الکترولیت در نهال های تحت تنش شد و افزایش غلظت آن سبب افزایش وزن خشک اندام هوایی و طول ریشه نهال های تحت تنش خشکی شد. در مجموع می توان بیان داشت که استفاده از نانو ذرات سیلیکا به ویژه، غلظت های 60 و 100 میلی گرم در لیتر، موجب بهبود فعالیت های فیزیولوژیک و افزایش زی توده کل در نهال های کاج سیاه تحت تنش خشکی می شود.

این مطالعه در راستای بررسی قابلیت های زئولیت به دلیل قیمت کم و کاربردهای زیاد این ماده انجام شده است، رنگدانه های زئولیت SiO2/TiO2/ توسط قرارگیری نانو ذرات سیلیکا و دی اکسید تیتانیم بر سطح زئولیت با روش سل – ژل سنتز شده است. خصوصیات رنگدانه ها توسط آزمون های تبدیل فوریه زیر قرمز (FTIR)، پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، آزمون تفرق پرتو ایکس (EDX) و آزمون حرارتی (TGA) بررسی شده است. آزمون تبدیل فوریه زیر قرمز پیوندهای Si-O-Ti و Al(IV) در سطح زئولیت را تایید می کند. به علاوه نتایج آزمون های میکروسکوپی و تفرق پرتو ایکس نشان می دهد که ذرات سیلیکا و دی اکسید تیتانیم بر روی سطح زئولیت قرار گرفته اند. آزمون حرارتی نشان داد که مقاومت حرارتی زئولیت در اثر قرار گیری ذرات سیلیکا در اکسید تیتانیم افزایش می یابد. کامپوزیت سه جزیی تهیه شده می تواند به عنوان پرکننده یا پوشش دهنده در الیاف مورد مصرف در البسه آتش نشان ها پیشنهاد گردد.

متن کامل این مقاله به زبان انگلیسی می باشد، لطفا برای مشاهده متن کامل مقاله به بخش انگلیسی مراجعه فرمایید.لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.