Експериментальне дослідження впливу технологічних аспектів двоступе- невої технології приготування нанофлюїдів на їх стабільність

Нанофлюїди (НФ) можна розглядати як перспективні робочі тіла та теплоносії для енергетичних систем. Домішки наночастинок (НЧ) у рідинах суттєво впливають на їх теплофізичні властивості. Для НЧ, які мали контакт із навколишнім середовищем, характерна наявність сорбованого поверхневого шару з різних компонентів повітря. На сьогоднішній день вплив сорбованого на поверхні НЧ шару на колоїдну стабільність отриманого НФ не досліджено. У статті показано, що попереднє видалення сорбованих на НЧ компонентів повітря сприяє отриманню НФ з підвищеною колоїдною стабільністю. Експериментальні дослідження процесу десорбції НЧ α-Al2O3, що зберігалися в умовах навколишнього середовища, показали, що сорбційний шар складається в основному з води. Розроблено методику приготування НФ. Ця методика включає попередню обробку НЧ вакуумуванням з нагріванням до 200 °С та подальше багаторазове повторення процесів дроблення НЧ в бісерному млині з рідиною і за допомогою ультразвукового диспергатора. Виміряний гідродинамічний розмір (DLS) агрегатів НЧ у НФ, отриманому за зазначеною вище методикою, був меншим, ніж для аналогічного НФ, приготовленого без попередньої обробки НЧ. Отримані результати сприятимуть удосконаленню технології виготовлення колоїдно-стабільних робочих тіл та теплоносіїв для енергетичних систем з високою енергетичною ефективністю.
Nanofluids (NFs) can be considered promising working fluids and coolants for power systems. Nanoparticles (NPs) admixtures in liquids significantly affect their thermophysical properties. The NP samples that have been contacted with the ambient air are inhered in the presence of the sorbed surface layer from various air components. For today, the effect of the sorbed layer on the NPs' surface on the colloidal stability of NFs has not been examined. In paper was shown that preliminary removal of the sorbed air components from NPs contributes to obtaining the NFs with enhanced colloidal stability. Experimental studies of the desorption process of the sorbed air components regarding α-Al2O3 NPs that were stored under ambient conditions resulted that the adsorption layer consists mainly of water. A technique for the NFs preparation has been developed. This technique involved preliminary NPs treatment by vacuuming together with heating up to 200 °C, following multiple repeats of the processes of NPs milling in a bead mill with liquid and ultrasonication. The measured hydrodynamic size (DLS) of the NPs' aggregates in the NF obtained by the mentioned technique was smaller than for similar NF prepared without NPs pre-treatment. The obtained results will contribute to improving the technique of preparation of the colloidal stable working fluids and coolants for power systems with high energy efficiency.

Ключові слова

нанофлюїд, наночастинки (НЧ) α-Al2O3, агрегативна стабільність, абсорбований шар, nanofluid (NF), α-Al2O3 nanoparticle (NP), aggregative stability, adsorbed layer

Бібліографічний опис

Фізика аеродисперсних систем = Physics of aerodisperse systems