نتایج بررسیهای انجام شده در این پژوهش در زمینه انتقال حرارت نانوسیالات نشان میدهد که استفاده از نانوسیالات سبب افزایش ضریب هدایت حرارتی و ضریب انتقال حرارت جابجایی نسبت به سیالات پایه میشود.
در مبدلهای حرارتی پوسته و لوله به دلیل عملکرد حرارتی بالای نانوسیال نسبت به آب، میتوان از نانوسیال در فرآیندهای گوناگون برای سرمایش و گرمایش استفاده کرد؛ بدین ترتیب با افزایش انتقال حرارت میتوان دبی آب مصرفی را در بیشتر مواقع کاهش داد.
این امر میتواند راهگشای مشکل آب مصرفی و پساب تولیدی صنایع بزرگ نظیر صنعت نفت و به ویژه صنعت پتروشیمی باشد. همچنین با افزایش انتقال حرارت میتوان ابعاد مبدلهای حرارتی مورد استفاده در این صنایع را کاهش داد.
یکی از موانع موجود برای افزایش ظرفیت صنایع مختلف، عدم پاسخگویی دستگاههای حرارتی در ظرفیتهای بالاتر است. علاوه بر این، افزایش ظرفیت، افزایش افت فشار را به دنبال دارد كه این مساله یکی از مهمترین محدودیتها در صنایع بزرگ به ویژه صنعت پتروشیمی به شمار میرود.
روشهای متداول افزایش انتقال حرارت به شدت سبب افزایش افت فشار نیز میشوند.
براساس نتایج این تحقیق كه به ادعای مجریان طرح برای نخستین بار در دنیا انجام شده است، میتوان با استفاده از نانوسیالات خاص، راندمان حرارتی مبدلهای حرارتی را که از مهمترین دستگاههای حرارتی به کار رفته در صنایع است به طور چشمگیری افزایش داد و این در حالی است که افت فشار نیز کاهش قابل ملاحظهای پیدا میکند.
به گفته آنها، نتایج این تحقیق میتواند تحول شگرفی در صنایع مختلف از دیدگاههای محیط زیست، انرژی، افزایش ظرفیت و اقتصادی ایجاد كند.
توجه به محدودیت سوختهای فسیلی در دنیا موجب شده است که امروزه موضوع بهینهسازی مصرف انرژی در واحدهای فرآیندی، بیش از پیش مورد توجه قرارگیرد. در فرآیندهای شیمیایی، مهم ترین بخشی که مستقیماً با مصرف انرژی ارتباط مییابد، مبدلهای حرارتی میباشد.
امروزه تلاش بسیاری در جهت افزایش شدت انتقال حرارت و یا کوتاه كردن زمان انتقال حرارت در مبدلها صورت میگیرد.
استفاده از پرهها (برای افزایش سطح انتقال حرارت) و سایر فنآوریهای موجود از روشهایی هستند که در افزایش انتقال حرارت به کار میروند؛ اما این روشها پاسخگوی نیاز به انتقال حرارت بالا در صنایع مختلف نیستند و علاوه بر آن سبب افزایش افت فشار هم میشوند. در نتیجه باید به روشهای دیگری برای افزایش عملکرد حرارتی در این صنایع متوسل شد.
سیالات متداول در انتقال حرارت مانند آب، اتیلن گلیکول، روغن موتور و غیره نقشی حیاتی در فرآیندهای انتقال حرارت در صنعت ایفاء میکنند. این سیالات به طورکلی دارای خواص انتقال حرارت ضعیفی در مقایسه با اکثر جامدات هستند و همین امر سبب ایجاد مشکلات فراوانی در طراحی مبدلهای حرارتی و فشرده ساختن آنها شده است.
به گزارش ایسنا، پیشرفتهای اخیر در معلق كردن ذرات فوقالعاده ریز جامد در سیالات، به عنوان راهبردی جدید در عملیات انتقال حرارت مطرح شده است. انواع مختلفی از ذرات جامد شامل ذرات فلزی و اکسید فلزات به سیالات جهت تشکیل سوسپانسیون افزوده میشوند تا عملکرد حرارتی آنها را بهبود بخشند.
با این وجود این سوسپانسیونهای معمولی که حاوی ذرات معلق میلیمتری و میکرومتری هستند با مشکلات تهنشینی ذرات، سایش تجهیزات، گرفتگی کانالها و افت فشار زیاد مواجه هستند.
نانوسیال به محلول سوسپانسیونی اطلاق میشود که ذرات فوقالعاده ریز (کوچکتر از 100 نانومتر) در سیالی خالص به حالت تعلیق درآورده شده باشند. این نانوذرات از جنس فلز و یا اکسید فلزات هستند و اغلب کروی شکل و یا استوانهیی میباشند.
این سوسپانسیونها سری جدیدی از سیالات واسط حرارتی هستند که از معلق كردن ذرات بسیار ریز در مایعات متداول مانند آب و اتیلن گلیکول به دست آمدهاند و عملکرد حرارتی سیالات پایه را افزایش میدهند.
گفتنی است، تاکنون رفتار حرارتی نانوسیالات در مبدلهای حرارتی پوسته و لوله بررسی نشده است و بسیاری از نتایج به دست آمده در زمینه انتقال حرارت نانوسیالات، در مورد دو شرط مرزی شار حرارتی ثابت و دمای ثابت در دیواره و در هندسههای مختلفی همچون لولهها و کانالها به دست آمدهاند.