رفتن به محتوای اصلی
x

جلسه دفاع پایان ­نامه کارشناسی ارشد (آقای سیدعباس عسگری)

موضوع:  بررسی تجربی و عددی خواص ترموفیزیکی و ضریب اصطکاک نانوسیال پایه روغنی

ارائه دهنده: سید عباس عسگری

استادان راهنما: دکتر محمدرضا توکلی نژاد، دکتر صالح اکبرزاده

استادان مشاور: دکتر علیرضا علافچیان

استادان داور: دکتر احمد سوهانکار، دکتر احمدرضا پیشه­ ور

چکیده

در این پایان نامه خواص ترموفیزیکی شامل گرانروی، هدایت حرارتی و ظرفیت گرمایی به همراه ضریب اصطکاک نانوسیال پایه روغنی از نظر تجربی و پیش‌بینی عددی مورد بررسی قرار گرفتند. هدف از این پژوهش مقایسه نتایج آزمایش­ ها در اثر افزودن نانوذرات به سیال پایه و امکان سنجی بهبود خواص روغن موتور به عنوان یک سیال کاربردی در صنعت بود که به همین دلیل سیال پایه­ ی پلی آلفا اولفین(PAO) که سیال پایه­ ی روغن­ موتورهای متداول است به عنوان سیال پایه انتخاب شد. نانوذرات اکسید گرافن نیز به عنوان نانوذرات منتخب به سیال پایه اضافه و سپس با فرآیندی خاص به ذرات اکسید گرافن کاهش یافته (RGO) که قابل تعلیق در روغن بودند تبدیل شدند. در این پژوهش چهار غلظت 01/0%، 02/0%، 0375/0% و 05/0% (کسر وزنی) ساخته شدند که جهت پایداری نسبی نانوسیال دو ماده­ ی فعال کننده سطحی (سورفکتانت) به سیال اضافه شدند تا به همراه سیال پایه تعداد 9 نمونه مورد آزمایش­ های گرانروی، هدایت حرارتی، ظرفیت گرمایی و ضریب اصطکاک قرار گیرند. نتایج تجربی آزمایش گرانروی مشخص کرد که نانوسیال ساخته شده را می ­توان با تقریب خوبی در زمره­ ی سیال ­های نیوتونی قرار داد. هم­چنین گرانروی نانوسیال رفتاری مشابه سیال پایه از خود نشان می ­دهد. از طرفی تاثیر افزایش دما نسبت به غلظت در دماهای25 تا 75 درجه ­­ی سانتیگراد بسیار بیشتر است چنان­چه بیشترین تاثیر غلظت مربوط به غلظت بیشینه به میزان حدود 7% است. در زمینه­ی هدایت حرارتی نشان داده شد که هدایت حرارتی نانوسیال در دمای محیط مقادیری بیشتر از سیال پایه دارد و با افزایش غلظت، هدایت حرارتی نانوسیال در تمام حالت ­ها افزایش می ­یابد که افزایش حدود 8% در بیشترین غلظت حاصل شد. رفتاری نامنظم از نانوسیال در غلظت ­های مختلف در رابطه با ظرفیت گرمایی مشاهده شد که در بعضی غلظت­ ها این مقدار بیش از سیال پایه و در برخی کمتر از حالت اولیه بدست آمد. در نهایت نتایج تجربی حاصل از آزمایش ­های ضریب اصطکاک از کاهش محسوس این ضریب حکایت داشت. به ­طوری که افزودن این نانوذرات موجب بهبود ضریب اصطکاک تا حدود 45% در مقایسه با سیال پایه و حدود 28% نسبت به ماده­ی رایج مورد استفاده در صنعت شد. هم­چنین نتایج آزمایشگاهی این خاصیت­ ها و ضریب اصطکاک با روابطی که جهت پیش‌ بینی آن­ها در مقالات موجود بود مقایسه شد. نتایج نشان داد رفتار گرانروی نانوسیال با دما با دقت بسیار بالایی قابل پیش ­بینی است. پیش­ بینی هدایت حرارتی نیز نتایج قابل قبولی را ارایه داد. اما پیش­ بینی رفتار ظرفیت گرمایی در برخی غلظت­ ها با خطای قابل توجهی روبرو بود که نشان دهنده­ی عدم توانایی رابطه ­های عمومی موجود در پیش­ بینی این خاصیت است. این در حالیست که برای ضریب اصطکاک نیز رابطه ­ای ترکیبی از پژوهش­ های پیشین استفاده شد که نتایج از دقت نسبتا خوبی برخوردار بودند.

تحت نظارت وف بومی