به گزارش ستاد ویژه فناوری نانو، انباشتگی حرارت در تجهیزات توزیع و انتقال قدرت امری اجتناب ناپذیر است. این موضوع ناشی از اتلاف انرژی است و می‌تواند منجر به فرسودگی زودرس و نهایتاً خرابی تجهیزات شود. لذا دفع حرارت انباشته شده ضروری به نظر می‌رسد.
یکی از متداول‌ترین روش‌ها، استفاده از گردش مایعات خنک‌کننده است. امروزه، چندین میلیارد لیتر از روغن‌های خنک‌کننده در سراسر جهان جهت خنک کردن تجهیزات الکتریکی نظیر ترانسفورماتورها استفاده می‌شود. بااین‌حال، روغن‌ها خواص ترموفیزیکی کافی از خود نشان نمی‌دهند که این امر موجب محدود شدن قدرت خنک‌کنندگی آن‌ها می‌شود.
به گفته سید امیرحسین عارف، مجری طرح،اظهار داشت: در این طرح از اکسید گرافن به‌منظور بهبود خواص ترموفیزیکی و خنک‌کنندگی روغن‌های خنک‌کننده استفاده شده است.
وی افزود: روغن‌های بهینه‌شده به‌وسیله اکسید گرافن، میزان انتقال حرارت و بنابراین قابلیت خنک‌کنندگی بالایی از خود بروز می دهند؛ به‌علاوه میزان مصرف روغن با استفاده از روغن بهبود یافته کاهش یافته و عمر تجهیزات افزایش می‌یابد.
عارف در رابطه با سازوکار اثر نانوذرات اکسید گرافن بر خواص روغن گفت: علت افزایش ضریب هدایت حرارتی را می‌توان با پدیده هایی همچون حرکت براونی نانوذرات، تشکیل فیلم نازک در سطح مشترک مایع و نانوذرات و طبیعت انتقال حرارت در نانوذرات اکسید گرافن مرتبط دانست. به‌علاوه، بالا بودن سطح ویژه نانوذرات دوبعدی نظیر گرافن و مشتقات آن می‌تواند دلیل مضاعفی بر توجیه افزایش ضریب هدایت حرارتی باشد.
وی افزود: در این تحقیق ابتدا با روش هامرز در شرایط بهینه نانوذرات اکسید گرافن سنتز شدند؛ سپس به‌منظور سازگاری بیشتر نانوذرات با روغن پایه، سطح نانوذرات با گروه‌های عاملی آلکیل دار اصلاح شد.
وی با بیان اینکه پس از سنتز و اصلاح، نانوذرات با استفاده از امواج فراصوت در روغن پایه پراکنده شدند، عنوان کرد: در نهایت خواص روغن شامل مقاومت الکتریکی، ضریب اتلاف الکتریکی، ضریب گذردهی نسبی، ویسکوزیته و ضریب هدایت حرارتی مورد ارزیابی قرار گرفتند.
به گفته عارف نتایج آزمون‌های انجام شده نشان می‌دهد که افزودن نانوذرات به میزان ۰/۱۵ درصد وزنی موجب افزایش ۷ درصدی ضریب هدایت حرارتی روغن می‌شود. از نتایج این طرح می‌توان در صنایع تولید و انتقال نیرو و صنعت خودروسازی بهره برد.
این تحقیقات از تلاش‌های سید امیرحسین عارف- دانش‌آموخته مقطع کارشناسی ارشد دانشگاه تبریز- مرحوم پروفسور علی‌اکبر انتظامی و دکتر حمید عرفان نیا- اعضای هیأت علمی دانشگاه تبریز- و دکتر اسماعیل زمین‌پیما- عضو هیأت علمی دانشگاه قزوین- حاصل شده است. نتایج این کار در مجله Journal of Material Scienceبا ضریب تأثیر ۲/۳۰۲ (جلد ۱۷، شماره‌ی ۵، سال ۲۰۱۷، صفحات ۲۶۴۲ تا ۲۶۶۰) چاپ شده است.
- 14
- 2
