Dergiler / Konya Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2022 / Cilt: 10 Sayı: 3

SDS Yüzey Aktif Maddesinin Al2O3-Su Bazlı Nanoakışkanların Kararlılığı ve Termofiziksel Özellikleri Üzerine Etkileri

SDS SURFACTANT EFFECTS ON STABILITY AND THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF Al2O3–WATER BASED NANOFLUIDS

Sayfa
599–612
Yayın Tarihi
2022-09-01
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Bunun yanı sıra %0,4 SDS, %0,6 SDS ve %0,8 SDS ile hazırlanan nanoakışkanların partikül konsantrasyonu ile kararlılıklarının değiştiği gözlemlenmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Nanoakışkanlar, yeni potansiyel ısı transfer akışkanları olarak kabul görmektedir; ancak literatürde nanoakışkanların kararlılığı ve termofiziksel özellikleri hakkında tartışmalı sonuçlar bulunmaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu deneysel çalışmada, farklı hacim oranlarında alüminyum oksit (Al2O3) (%0,3–1,1) ve farklı ağırlık oranlarında sodyum dodesil sülfat (SDS) yüzey aktif madde (%0,2-0,8) içeren nanoakışkanlar, iki adımlı metot kullanılarak hazırlanmıştır.
💡
Sonuç & Katkı:Bunun yanı sıra %0,4 SDS, %0,6 SDS ve %0,8 SDS ile hazırlanan nanoakışkanların partikül konsantrasyonu ile kararlılıklarının değiştiği gözlemlenmiştir.
🔬Tür:Literatür & Derleme Çalışması
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Nanoakışkan · Alüminyum Oksit · SDS

Özet

Nanoakışkanlar, yeni potansiyel ısı transfer akışkanları olarak kabul görmektedir; ancak literatürde nanoakışkanların kararlılığı ve termofiziksel özellikleri hakkında tartışmalı sonuçlar bulunmaktadır. Bu deneysel çalışmada, farklı hacim oranlarında alüminyum oksit (Al2O3) (%0,3–1,1) ve farklı ağırlık oranlarında sodyum dodesil sülfat (SDS) yüzey aktif madde (%0,2-0,8) içeren nanoakışkanlar, iki adımlı metot kullanılarak hazırlanmıştır. Elde edilen nanoakışkanların kararlılıkları, sedimantasyon yöntemi, zeta potansiyel ve ortalama boyut analizlerine göre belirlenmiştir. Nanoakışkanların yoğunluğu, viskozitesi ve ısıl iletkenliği 298 K ile 338 K sıcaklık aralığında deneysel olarak ölçülmüştür. Elde edilen sonuçlara göre, %0,2 SDS ile hazırlanan nanoakışkanlar birkaç dakika içerisinde çökmeye başlamıştır. Bunun yanı sıra %0,4 SDS, %0,6 SDS ve %0,8 SDS ile hazırlanan nanoakışkanların partikül konsantrasyonu ile kararlılıklarının değiştiği gözlemlenmiştir. Nanoakışkanların temel akışkana göre bağıl yoğunluk değerlerinin her bir partikül konsantrasyonu için sıcaklıktan bağımsız olduğu bulunmuştur. Nanoakışkanların bağıl viskozitesi sıcaklıkla artarken, farklı SDS ağırlıkları ile hazırlanan nanoakışkanların en yüksek bağıl ısıl iletkenlik değerlerine farklı sıcaklıklarda ulaşılmıştır. Genel olarak, bağıl termal özellikler, partikül konsantrasyonundaki artışla artış eğilimi göstermektedir. Nanoakışkanların kararlılığı ve dispersiyonunun termofiziksel özellikler üzerinde yüksek bir etkiye sahip olduğu gözlemlenmiştir.

Abstract

Nanofluids have been considered as new potential heat transfer fluids, but there are controversial results about the stability and thermophysical properties of nanofluids in literature. In this experimental study, nanofluids at different aluminium oxide (Al2O3) volume fractions (0.3–1.1%) and sodium dodecyl sulfate (SDS) surfactant weight fractions (0.2–0.8%) were prepared by utilizing the two-step method. Stability of the obtained nanofluids was determined according to the sedimentation method, zeta potential and average particle size analysis. Density, viscosity and thermal conductivity of the nanofluids were measured experimentally from 298 K to 338 K. According to the results, the nanofluids prepared with 0.2% SDS began to collapse within a few minutes. However, it was observed that the stability of nanofluids prepared with 0.4% SDS, 0.6% SDS, and 0.8% SDS changed with the particle concentration. Besides, relative density values of nanofluids were found to be independent of temperature for each particle concentration. While relative viscosity of nanofluids increased with temperature, the highest relative thermal conductivity values of nanofluids with different weights of SDS were achieved at different temperatures. In general, relative thermal properties tend to increase with an increase in particle concentration. It has been observed that the stability and dispersion of nanofluids have a high effect on thermophysical properties.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

ALTUN, A., ŞARA, O., DORUK, S. (2022). SDS Yüzey Aktif Maddesinin Al2O3-Su Bazlı Nanoakışkanların Kararlılığı ve Termofiziksel Özellikleri Üzerine Etkileri. Konya Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 10 Sayı: 3, 599–612. https://ajindex.com/articles/938466

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (10)

  1. Ali, A. R. I., Salam, B. A., 2020, “Review on nanofluid: preparation, stability, thermophysical properties, heat transfer characteristics and application”, SN Applied Sciences, Vol. 2, pp. 1636. Altun, A., Şara, O. N., 2021, "Thermal Conductivity and Viscosity Correlations in Different Kinds of Aqueous Surfactant Solutions at Atmospheric Pressure as a Function of Temperature", International Journal of Thermophysics, Vol. 42, No. 1, pp. 1–19.
  2. Altun, A., Şara, O. N., Şimşek, B., 2021, "A comprehensive statistical approach for determining the effect of two non-ionic surfactants on thermal conductivity and density of Al2O3–water-based nanofluids", Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, Vol. 626, pp. 127099. Assael, M. J., Chen, C. F., Metaxa, I., Wakeham, W. A., 2004, "Thermal conductivity of suspensions of carbon nanotubes in water", International Journal of Thermophysics, Vol. 25, No. 4, pp. 971–985.
  3. Azizian, M. R., Aybar, H. Ş., Okutucu, T., 2009, "Effect of nanoconvection due to Brownian motion on thermal conductivity of nanofluids", Proceedings of the 7th IASME / WSEAS International Conference on Heat Transfer, Thermal Engineering and Environment, HTE ’09, Moscow, Russia, 53–56, 20–22 August 2009.
  4. Batchelor, G. K., 1977, "The effect of Brownian motion on the bulk stress in a suspension of spherical particles", Journal of Fluid Mechanics, Vol. 83, No. 1, pp. 97–117.
  5. Choudhary, R., Khurana, D., Kumar, A., Subudhi, S., 2017, "Stability analysis of Al2O3/water nanofluids", Journal of Experimental Nanoscience, Vol. 12, No. 1, pp. 140–151.
  6. Das, P. K., Islam, N., Santra, A. K., Ganguly, R., 2017, "Experimental investigation of thermophysical properties of Al2O3–water nanofluid: Role of surfactants", Journal of Molecular Liquids, Vol. 237, pp. 304–312.
  7. Galioğlu Atıcı, O., 2016, Yüzey aktif maddeler kimyası ve endüstriyel uygulamalar, İTÜ Vakfı, İstanbul.
  8. Hwang, Y., Lee, J., Lee, J., Jeong, Y., Cheong, S., Ahn, Y., Kim, S. H., 2008, "Production and dispersion stability of nanoparticles in nanofluids", Powder Technology, Vol. 186, pp. 145–153.
  9. Jarahnejad, M., Haghighi, E. B., Saleemi, M., Nikkam, N., Khodabandeh, R., Palm, B., Toprak, M. S., Muhammed, M., 2015, "Experimental investigation on viscosity of water-based Al2O3 and TiO2 nanofluids", Rheologica Acta, Vol. 54, No. 5, pp. 411–422.
  10. Jha, J. M., Ravikumar, S. V., Tiara, A. M., Sarkar, I., Pal, S. K., Chakraborty, S., 2015, "Ultrafast cooling of a hot moving steel plate by using alumi