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.