سید کمال جلالی

انتقال حرارت نقشی کلیدی در کاربرد های گوناگون مانند نیروگاه ها، پالایشگاه ها، صنایع هسته ای و ... داشته و پیشرفت های اخیر در صنایع گوناگون سبب گردیده است که افزایش راندمان سیستم های حرارتی توجه زیادی را به خود معطوف سازد. انتقال حرارت از طریق جریان سیال یکی از مهم ترین فرآیند ها در بسیاری از کاربرد های صنعتی است. تلاش های زیاد محققان در سال های گذشته جهت بهبود نرخ انتقال حرارت منجر به ابداع روش های گوناگونی شده است. افزایش راندمان و بهبود عملکرد دستگاه های حرارتی از یکسو سبب صرفه جویی در مصرف انرژی شده که با توجه به تقاضای زیاد برای انرژی در این دوران، بسیار ضروری است و از طرف دیگر می تواند کوچک شدن ابعاد دستگاه ها و در نتیجه کاهش هزینه مواد و ساخت دستگاه را به دنبال داشته باشد. برای افزایش نرخ انتقال حرارت روش های فعال و غیر فعال مختلفی استفاده شده است. روش های فعال مانند تحریک مکانیکی ، چرخاندن و لرزاندن تاکنون به شکل موفقیت آمیزی مورد استفاده قرار گرفته اند. روش های غیر فعال شامل روش هایی مانند بهبود خواص سیال، استفاده از سطوح گسترش یافته، ایجاد زبری و اغتشاش در جریان است. یکی از پارامتر های مهمی که در بهبود نرخ انتقال حرارت باید مد نظر قرار گیرد، ضریب هدایت حرارتی سیال است. با این حال، سیالات انتقال حرارتی رایج مانند آب، اتیلن گلیکول، روغن موتور و ... به دلیل ضریب هدایت حرارتی پایین نسبت به جامدات فلزی و اکسید فلزی، کارایی حرارتی نسبتا ضعیفی دارند. پس انتظار می رود با معلق کردن ذرات جامد، بتوان خواص حرارتی مانند ضریب هدایت حرارتی این سیالات را بهبود بخشید. ایده افزودن ذرات جامد به سیال به زمان ماکسول یعنی به بیش از 100 سال قبل بر می گردد. امکان استفاده از چنین سوسپانسون هایی با اندازه ذرات در مقیاس میلی متر و میکرو متر توسط محققان زیادی مورد بررسی قرار گرفت. اما مشکلات عدیده ای مانند رسوب، گرفتگی کانال ها و فرسایش دیواره های کانال باعث شد که چنین سوسپانسیون هایی نتوانند در کاربرد های انتقال حرارتی موفقیتی کسب کنند. با پیشرفت های اخیر در حوزه نانوتکنولوژی، امکان تولید ذرات در مقیاس نانومتر فراهم شده است. در نتیجه، ایده افزودن این نانوذرات به سیال پایه جهت بهبود خواص حرارتی آن مطرح شد. بعد از آن، پژوهشگران زیادی به صورت آزمایشگاهی از این سوسپانسون ها، که نانوسیال