به گزارش فارس، مبدل‌های حرارتی بخش مهمی از صنایع مختلف را تشکیل می‌دهند. وظیفه آن‌ها انتقال گرما از محیطی به محیط دیگر و خنک‌سازی تجهیزات گرمازاست. سیال موجود در مبدل نقش اصلی را در آن بازی می‌کند. هر چه سیال دارای ضریب انتقال حرارت بالاتری باشد، کارایی مبدل حرارتی و متعاقب آن کارایی تجهیزات افزایش پیدا می‌کند. محققان دانشگاه آزاد اسلامی تلاش کردند ضمن سنتز نانوذرات سیلیکا از کاه برنج، از آن‌ها جهت افزایش ضریب انتقال حرارت سیال موجود در مبدل‌های حرارتی استفاده کنند.
رامین رنجبرزاده، محقق این طرح ضمن تأکید بر لزوم افزایش کارایی سامانه‌های حرارتی به عنوان یکی از ضروری‌ترین نیازهای صنایع مختلف کشور، درباره اقدامات صورت گرفته در این پژوهش گفت: «در طرح حاضر ما با سنتز نانوذرات سیلیکا از یک منبع طبیعی تلاش کردیم با پایدار کردن این نانوذرات در آب یک نانوسیال با ضریب انتقال حرارت مطلوب تولید کنیم.»
وی افزود: «انجام این طرح از دو منظر می‌تواند حائز اهمیت باشد: اول اینکه نانوذرات از یک منبع طبیعی ارزان‌قیمت و با استفاده از یک فرایند دوست دار محیط‌زیست سنتز شده‌اند. از سوی دیگر استفاده از این نانوسیال به‌عنوان واسط انتقال حرارت در مبدل‌های حرارتی می‌تواند موجب افزایش کارایی و عمر تجهیزات مربوطه و کاهش رسوبات و همچنین کاهش حجم و هزینه ساخت سامانه‌های حرارتی شود.»
به گفته این محقق، حضور نانوذرات سیلیکا می‌تواند از چند طریق موجب بهبود انتقال حرارت سیال شود. ایجاد پدیده فیزیکی حرکت براونی در سیال، ایجاد یک سیال دوفازی و همچنین افزایش اندرکنش بین نانوذرات با افزایش دما از جمله اثرات ناشی از حضور نانوذرات سیلیکا در آب محسوب می‌شوند.
رنجبرزاده مراحل انجام طرح را این‌گونه تشریح کرد: «در گام اول نانوذرات سیلیکا از کاه برنج سنتز شد، در ادامه ساختار اتمی و مورفولوژی سطحی نانوذرات سنتز شده مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله بعد نانوسیال متشکل از آب و نانوذرات سیلیکا طی یک فرایند دومرحله‌ای تولید شد و در نهایت از حیث قابلیت انتقال حرارت و همچنین پایداری نانوذرات در آب طی یک بازه زمانی شش ماهه ارزیابی شد.»
بررسی ضریب انتقال حرارت نانوسیال با درصدهای مختلف حضور نانوذرات سیلیکا بیانگر این مطلب است که حضور ۳ درصد حجمی سیلیکا در نانوسیال موجب افزایش ضریب انتقال حرارت سیال به میزان ۳۸.۲ درصد می‌شود.
نظر شما