Nanofluid: 17 Important Explanations

निम्नलिखित सामग्री इस लेख में बताई गई हैं:

नेनोफ्लुइड परिभाषा | नैनोफ्लूड क्या है?
आधार द्रव क्या है?
आप एक नैनोफ्लूड कैसे बनाते हैं?
हाइब्रिड नैनोफ्लूड क्या है?
नैनोफ्लूड के उपयोग | नैनोफ्लुइड के अनुप्रयोग
नैनोफ्लुइड और इसके पॉपर्टीज के प्रकार

नेनोफ्लुइड परिभाषा | नैनोफ्लुइड क्या है?

नैनोफ्लुइड तरल पदार्थ है जिसमें एक आधार द्रव होता है जिसमें नैनोसाइज्ड कण (1-100 एनएम) निलंबित होते हैं। इस प्रकार के अध्ययन में उपयोग किए जाने वाले नैनो कण धातु या धातु ऑक्साइड से बने होते हैं, चालन और संवहन में वृद्धि करते हैं, जिससे अधिक गर्मी हस्तांतरण की अनुमति मिलती है। पिछले कुछ वर्षों में, नैनो-प्रौद्योगिकी में उच्च गति की प्रगति ने नई पीढ़ी के शीतलक का उदय किया है जिसे कहा जाता है नैनफ्लुइड.

आइए उदाहरण लें, नीचे दिए गए आंकड़े की जांच करें। CuO (धातु ऑक्साइड) नैनोकणों को 0.25% CuO के आयतन अंश के साथ नैनोफ्लूड बनाने के लिए जोड़ा जाता है। नैनोकणों को आसुत जल (आधार द्रव) में फैलाया जाता है। सर्फेक्टेंट सोडियम डोडेसिल सल्फेट (एसडीएस) नैनोकणों की स्थिरता के लिए नैनोफ्लूड में मिलाया जाता है।

आधार द्रव क्या है?

नैनोकणों को कुछ साधारण तरल शीतलक जैसे कि आसुत जल, एथिलीन ग्लाइकॉल, तेल, रेफ्रिजरेंट आदि में निलंबित कर दिया जाता है। व्यापक रूप से इस्तेमाल होने वाले साधारण शीतलक को आधार द्रव के रूप में जाना जाता है।

आपने ध्यान दिया होगा कि मैकेनिक आपके कार रेडिएटर में कूलेंट बदल रहा है या डाल रहा है। क्या आपको इसका रंग याद है? हाँ, यह हरा है। वह हरे रंग का तरल पदार्थ (शीतलक) इथाइलीन ग्लाइकॉल है।

आइए जानते हैं आधार द्रव तेल के बारे में। आपने अपनी कार या बाइक से मैकेनिक बदलने वाला तेल देखा होगा। यह स्नेहन और पारेषण प्रणाली तेल है। इस तरह का तेल नैनोफ्लुइड तैयारी के लिए आधार तरल हो सकता है।

आप एक नैनोफ्लूड कैसे बनाते हैं?

की तैयारी नैनफ्लुइड दो व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधियों का पालन करके संभव हो सकता है। यह आधार द्रव में नैनोकणों को a . के साथ फैलाकर तैयार किया जाता है चुंबकीय स्टिरर और सोनिकेटर, जैसा कि "नैनोफ्लुइड की तैयारी: सोनिकेटर" चित्र में दिखाया गया है।

बेसफ्लुइड में कणों को फैलाने के लिए दो प्रकार के स्टिरर का उपयोग किया जाता है, एक चुंबकीय है और दूसरा यांत्रिक है। उचित फैलाव के लिए अल्ट्रासोनिक सॉनिकेटर नामक एक अन्य लैब उपकरण की भी आवश्यकता होती है।

तैयारी 1 1 — नैनोफ्लुइड की तैयारी: चुंबकीय सिरप

तैयारी ४ — नैनोफ्लुइड की तैयारी: सोनिकेटर

दो-चरण विधि

दो-चरण प्रक्रिया नैनोफ्लूड तैयार करने के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधि है। रासायनिक और भौतिक peocesses नैनोकणों के सूखे पाउडर का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है।

कणों के पाउडर को आधार द्रव में मिलाया जाता है। दूसरा चरण गहन चुंबकीय बल आंदोलन या अल्ट्रासोनिक आंदोलन हो सकता है। द्वि-चरणीय प्रक्रिया थोक पर नैनोफ्लुइड का उत्पादन करने के लिए आर्थिक प्रक्रिया है क्योंकि नैनो द्रव की आवश्यकताएं नए अनुप्रयोगों के साथ बढ़ रही हैं।

नैनोफ्लुइड में सर्फेक्टेंट का उपयोग

नैनोकणों में सतह की बड़ी सतह और सतह की गतिविधि होती है जो कुल को ले जाती है। अच्छी स्थिरता प्राप्त करने के लिए सर्फेक्टेंट का उपयोग सुविधाजनक तरीका है। हालांकि, उच्च तापमान के तहत सर्फेक्टेंट की कार्यक्षमता भी एक बड़ा मुद्दा है, खासकर उच्च तापमान अनुप्रयोगों के लिए।

एक कदम विधि

ईस्टमैन ने वाष्प संघनन की एक-चरण विधि का सुझाव दिया। यह नैनोकणों के ढेर को सीमित करने के लिए Cu / एथिलीन ग्लाइकॉल (EG) नैनोफ्लुइड तैयार करने के लिए उपयोग किया जाता है।

यह भी देखें विद्युत ट्रांसफार्मर: संरचना, निर्माण, अनुप्रयोग

एक-चरणीय तैयारी विधि के उपयोग से द्रव में कणों को फैलने से रोका जा सकता है। इस पद्धति में कुछ ऐसे फ़ंक्शन हैं जिनकी आवश्यकता नहीं है। यह विधि कणों के सूखने, सामग्री के भंडारण और फैलने को समाप्त करती है। समूहन एक-चरणीय विधि में सीमित है। यह नैनोफ्लुइड की स्थिरता को भी बढ़ाता है।

निर्वात विधि - SANSS

(पूर्ण फॉर्म

यह अच्छी दक्षता के साथ नैनोफ्लूड की तैयारी विधि में से एक है। इस पद्धति में विभिन्न ढांकता हुआ द्रव का उपयोग किया जाता है

नैनोकणों की आकृति भिन्न भिन्न प्रकार की होती है। प्रक्रिया अवांछित कण एकत्रीकरण से काफी हद तक बचा लेती है। इस पद्धति के कुछ नुकसान हैं। नैनोफ्लूड में कुछ अभिकारक मौजूद रहते हैं।

एक हाइब्रिड नैनोफ्लिड क्या है?

एक संकर सामग्री दो या अधिक सामग्रियों के भौतिक और रासायनिक गुणों का एक संयोजन है। दो या दो से अधिक नैनोकणों को व्यक्तिगत अनुप्रयोगों के लिए वांछित गुण प्राप्त करने के लिए एक आधार तरल पदार्थ में फैलाया जाता है। दो या दो से अधिक समान या भिन्न नैनोकणों के साथ नैनोफ्लुइड का निर्माण हाइब्रिड नैनोफ्लुइड के रूप में लोकप्रिय है। हाइब्रिड नैनोफ्लिड पर काम बड़े पैमाने पर नहीं किया गया है।

हाइब्रिड नैनोफ्लिड पर कई प्रायोगिक अध्ययन किए जाने बाकी हैं। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले हाइब्रिड नैनोफ्लुइड्स अल हैं₂O₃/ सीयू, अल₂O₃/ CNT, Cu / TiO₂, CNT / Fe₃O_4, इत्यादि

हाइब्रिड नैनोफ्लूड थर्मल इंजीनियरिंग शोधकर्ता के लिए एक नया अनुसंधान क्षेत्र है, जो शीतलन प्रणाली को बढ़ाता है।

नैनोफ्लूड का उपयोग

नैनोफ्लूइड का उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है। ये उपयोग ऊर्जा हस्तांतरण को पूरी तरह से प्रभावित नहीं करते हैं, वे पारंपरिक ईंधन, विद्युत ऊर्जा या गैस की बुनियादी आवश्यकता को कम कर सकते हैं। आइए नैनोफ्लुइड्स के कुछ महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों को पढ़ें

इलेक्ट्रॉनिक उपकरण ठंडा

इलेक्ट्रॉनिक्स पर चल रहे शोध से पता चलता है कि नैनोफ्लुइड का उपयोग बेहतर गर्मी हस्तांतरण कर सकता है। वाष्प कक्ष बेहतर गर्मी हस्तांतरण के लिए इसमें नैनोफ्लुइड का उपयोग कर रहा है।

बिजली जनरेटर में जैकेट-पानी का तरल पदार्थ

सभी ऑटोमोबाइल वाहनों में मशीनरी स्पेस का प्रबंधन मुख्य समस्या है। घटक का आकार (शीतलन) तभी कम किया जा सकता है जब हम भागों के गर्मी हस्तांतरण प्रदर्शन में सुधार करें। नैनोफ्लुइड भाग के प्रदर्शन में सुधार और कॉम्पैक्टनेस विकसित करने के विकल्पों में से एक है।

सौर ऊर्जा - तापीय ऊर्जा प्रणाली

सौर विकिरण को अवशोषित करने के लिए, कार्यशील तरल पदार्थ को सौर तापीय ऊर्जा प्रणाली से गुजारा जाता है। ऊर्जा अवशोषित तरल पदार्थ द्वारा अन्य प्रयोजनों के लिए हीट एक्सचेंजर में भेजा जाता है। सौर ऊर्जा अवशोषित कार्यशील द्रव द्वारा आम तौर पर अन्य अनुप्रयोगों के लिए हीट एक्सचेंजर में स्थानांतरित किया जाता है।

ट्रांसफार्मर में ठंडा तेल

ट्रांसफार्मर विद्युत पारेषण विद्युत उपकरण है। ट्रांसफार्मर में उत्पन्न ऊष्मा तेल द्वारा अवशोषित कर ली जाती है। यदि हम ठंडे तेल में नैनोकण मिलाते हैं। ट्रांसफार्मर के प्रदर्शन में सुधार किया जा सकता है।

गर्मी हस्तांतरण बढ़ाने के क्षेत्र में नैनोफ्लूड का अन्य उपयोग:

प्रशीतन प्रक्रिया

प्रशीतन प्रक्रिया विभिन्न थर्मोडायनामिक चक्रों पर काम कर रही है। इस प्रक्रिया में काम करने वाला द्रव रेफ्रिजरेंट है। कुछ रेफ्रिजरेंट के तापीय गुणों को नैनोकणों के उपयोग से सुधारा जा सकता है।

यह भी देखें 7 आयनीकरण ऊर्जा ग्राफ: विस्तृत स्पष्टीकरण

शीतलन परमाणु ऊर्जा की प्रणाली

नाभिकीय विखंडन में भारी मात्रा में ऊष्मा उत्पन्न होती है। सिस्टम में उचित शीतलन की व्यवस्था करना आवश्यक है। नैनो द्रव अग्रिम तरल है जिसे परमाणु शीतलन प्रणाली में उपयोग किया जा सकता है।

नैनोफ्लूड के प्रकार

नैनोफ्लुइड के प्रकार विभिन्न प्रकार के नैनोकणों और आधार तरल पदार्थों के उपयोग पर निर्भर हैं। शुद्ध धातु, धातु ऑक्साइड और कार्बाइड-आधारित नैनोपार्टिकल्स जैसे तीन प्रकार के नैनोकण हैं। ये कण पानी, पानी / इथाइलीन ग्लाइकॉल, तेल, एथिलीन ग्लाइकॉल आदि जैसे आधार तरल पदार्थों के विभिन्न विकल्पों में बिखरे हुए हैं।

शुद्ध धातु	धातु आक्साइड	करबैड
Al	Al₂O₃	हीरा
Cu	CuO	सीसा
Fe	Fe₂O₃, फे₃O₄	एकल दीवार नैनोट्यूब
Ag	Ag₂O	मल्टीवैल नैनोट्यूब
Zn	जेडएनओ
Ti	TiO₂

नैनोफ्लुइड के गुण

थर्मल चालकता नैनोफ्लुइड के लिए गर्मी हस्तांतरण से संबंधित महत्वपूर्ण संपत्ति में से एक है। यह मानक शीतलन तरल की तुलना में उच्च तापीय चालकता है, यह कई अनुप्रयोगों के लिए एक आवश्यक विशेषता है। एथिलीन ग्लाइकोल के साथ तांबे नैनोकणों के उपयोग से आधार तरल पदार्थ की तुलना में तापीय चालकता में 40% की वृद्धि होती है।

सभी प्रक्रियाएं इंगित करती हैं कि किसी भी उपकरण में उचित शीतलन प्रणाली के लिए तापीय चालकता बुनियादी है। शीतलन प्रणाली में, एक बड़े सतह क्षेत्र और उच्च तापीय चालकता को इस गर्मी हस्तांतरण सुधार के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है।

तापीय चालकता में सुधार के लिए सतह क्षेत्र और आयतन का अनुपात मुख्य मानदंड है। छोटे आकार के नैनोकणों का उपयोग करके इस राशन को बढ़ाया जा सकता है। थर्मल चालकता कणों की उच्च सांद्रता का उपयोग करके उठाया जाता है।

घनत्व, चिपचिपाहट, विशिष्ट गर्मी, तापीय चालकता जैसे गुण आधार द्रव के लिए अच्छी तरह से जाने जाते हैं। विभिन्न शोधकर्ताओं द्वारा सुझाए गए सहसंबंधों द्वारा नैनोफ्लुइड के गुणों की सैद्धांतिक रूप से गणना की जा सकती है। इन गुणों को प्रयोगशाला में प्रयोगात्मक रूप से कई उपकरणों के साथ मापा जा सकता है।

नैनोफ्लुइड के घनत्व की गणना सहसंबंध के रूप में की जा सकती है

$\rho_{n}f=(1-\Phi)\rho_{b}f+\Phi{\rho_{p}}$

कहा पे ρ_pऔर ρ_bfक्रमशः नैनोपार्टिकल्स के घनत्व और आधार द्रव हैं, और фबेस फ्लुइड में फैले नैनोकणों की मात्रा सघनता (% w / w) है। मजबूत द्रव संयोजन के विचार के अनुसार, नैनोफ्लुइड की विशिष्ट ऊष्मा को साथ दिया जाता है:

${ C }p_{ nf }=\quad \frac { (1-\phi ){ \rho }_{ bf }\quad { Cp }_{ bf }+\phi \quad { \rho }_{ p } सी.पी.$

कहा पे cp_pऔर cp_bf, क्रमशः नैनोपार्टिकल्स और बेस फ्लुइड की विशिष्ट ऊष्मा हैं। नैनोफ्लुइड की चिपचिपाहट निम्नलिखित समीकरण से प्राप्त की जा सकती है:

${mu}_{nf}={\mu}_{bf}(1+a\phi)$

क्रेडिट आइंस्टीन 1906

a चिपचिपापन समीकरण में स्थिर है और चिपचिपाहट की गणना करने के लिए इसका मूल्य 14.4150 है। यह सूत्र मूल रूप से द्रव में कण की ब्राउनियन गति के लिए दिया गया है। नैनोफ्लूड की तापीय चालकता की गणना के लिए एक प्रसिद्ध सूत्र कांग मॉडल है जिसे निम्नलिखित रूप में व्यक्त किया गया है:

यह भी देखें 9+ दबाव खींचें उदाहरण: विस्तृत तथ्य

$K_{ nf }=\quad { K }_{ bf }\frac { { K }_{ p }+(n-1){ K }_{ bf }-\phi \quad (n-1)\quad ( { K }_{ bf }-{ K }_{ p }) }{ { K }_{ p }+(n-1){ K }_{ bf }+\phi\quad ({ K }_{ bf }-{के }_{पी }) }$

क्रेडिट हैमिल्टन और क्रॉसर (1962)

सवाल और जवाब

नैनोफ्लुइड क्या है?

यह एक अग्रिम तरल पदार्थ है। यह बेस तरल पदार्थ में नैनोकणों को फैलाकर तैयार किया जाता है।

आधार द्रव क्या है?

आधार द्रव पारंपरिक शीतलक तरल है। इसका उपयोग नैनोफ्लुइड तैयार करने के लिए किया जाता है।

नैनोफ्लुइड तैयार करने के लिए कुछ आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले नैनोकणों के उदाहरण दें।

आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले नैनोपार्टिकल्स कॉपर (Cu), एल्युमिनियम (Al), आयरन (Fe), Aluminium ऑक्साइड (Al) होते हैं₂O₃), कॉपर ऑक्साइड (CuO)_,टाइटेनियम ऑक्साइड (TiO)₂), आदि.

नैनोफ्लुइड की व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली तैयारी विधियाँ क्या हैं?

व्यापक रूप से नीचे वर्णित दो तरीके हैं:

दो-चरण विधि
एक कदम विधि

नैनोफ्लुइड की स्थिरता क्या है?

स्थिरता को कहा जा सकता है कि कण कब तक आधार द्रव में बिखरे रहते हैं। तकनीकी रूप से, उच्च स्थिर नेनोफ्लुइड वह है जो कम अवसादन है।

नैनोफ्लुइड की तैयारी में सर्फैक्टेंट का उपयोग क्या है?

सर्फटेक्टेंट का उपयोग इसकी स्थिरता बढ़ाने के लिए नैनोफ्लुइड में किया जाता है। आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला सर्फैक्टेंट सोडियम डोडेसिल सल्फेट (एसडीएस) है।

हाइब्रिड नैनोफ्लूड एक नया शोध विषय क्यों बन गया?

व्यक्तिगत एप्लिकेशन को सामग्री के वांछित गुणों की आवश्यकता होती है। नैनोफ्लुइड में संभावित गुणों को प्राप्त करने के लिए, आधार द्रव में एक से अधिक नैनोकणों को जोड़ा जाता है।

क्यों नैनोफ्लुइड के उपयोग ने गर्मी हस्तांतरण को बढ़ाया है?

नैनोफ्लूड एक उच्च तरल चालकता वाला एक उन्नत तरल पदार्थ है क्योंकि नैनोसाइज्ड कण गर्मी हस्तांतरण करने के लिए अधिक सतह क्षेत्र प्रदान करते हैं।

नैनोफ्लुइड हीट एक्सचेंजर के आकार को कैसे कम कर सकता है?

कन्वेंशन कूलेंट का प्रयोग में किया जाता है हीट एक्सचेंजर नैनोफ्लुइड की तुलना में कम गर्मी हस्तांतरण दिखाता है. पारंपरिक शीतलक की तुलना में नैनोफ्लुइड के उपयोग के लिए आनुपातिक रूप से कम आकार के हीट एक्सचेंजर की आवश्यकता होती है।

निष्कर्ष

यह लेख नैनोफ्लूड के बुनियादी परिचय, नैनोफ्लुइड की तैयारी, नैनोफ्लुइड के अनुप्रयोग और नैनोफ्लुइड के गुणों के बारे में है। हाल ही में, यह गर्मी हस्तांतरण अनुप्रयोगों में अग्रिम शीतलक है। नैनोफ्लूड का दायरा वर्तमान नैनो टेक्नोलॉजी की दुनिया में बहुत बड़ा है। नैनोफ्लूड और इसके अनुप्रयोग परियोजना के काम के लिए छात्रों और शोधकर्ता के लिए एक अच्छा विषय हो सकते हैं।

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डॉ. दीपककुमार जानी

मैं दीपक कुमार जानी हूं, मैकेनिकल-नवीकरणीय ऊर्जा में पीएचडी कर रहा हूं। मेरे पास पांच साल का शिक्षण और दो साल का शोध अनुभव है। मेरी रुचि का विषय क्षेत्र थर्मल इंजीनियरिंग, ऑटोमोबाइल इंजीनियरिंग, मैकेनिकल माप, इंजीनियरिंग ड्राइंग, द्रव यांत्रिकी आदि हैं। मैंने "बिजली उत्पादन के लिए हरित ऊर्जा के संकरण" पर एक पेटेंट दायर किया है। मैंने 17 शोध पत्र और दो पुस्तकें प्रकाशित की हैं।
मुझे लैम्ब्डेजिक्स का हिस्सा बनकर खुशी हो रही है और मैं अपनी कुछ विशेषज्ञता पाठकों के साथ सरल तरीके से प्रस्तुत करना चाहता हूं।
शिक्षाविदों और शोध के अलावा, मुझे प्रकृति में घूमना, प्रकृति को कैद करना और लोगों के बीच प्रकृति के बारे में जागरूकता पैदा करना पसंद है।
"प्रकृति से निमंत्रण" के संबंध में मेरा यू-ट्यूब चैनल भी देखें

नैनोफ्लुइड: 17 महत्वपूर्ण स्पष्टीकरण

निम्नलिखित सामग्री इस लेख में बताई गई हैं:

नेनोफ्लुइड परिभाषा | नैनोफ्लुइड क्या है?

आधार द्रव क्या है?

आप एक नैनोफ्लूड कैसे बनाते हैं?

दो-चरण विधि

नैनोफ्लुइड में सर्फेक्टेंट का उपयोग

एक कदम विधि

निर्वात विधि - SANSS

एक हाइब्रिड नैनोफ्लिड क्या है?

नैनोफ्लूड का उपयोग

इलेक्ट्रॉनिक उपकरण ठंडा

बिजली जनरेटर में जैकेट-पानी का तरल पदार्थ

सौर ऊर्जा - तापीय ऊर्जा प्रणाली

ट्रांसफार्मर में ठंडा तेल

गर्मी हस्तांतरण बढ़ाने के क्षेत्र में नैनोफ्लूड का अन्य उपयोग:

प्रशीतन प्रक्रिया

शीतलन परमाणु ऊर्जा की प्रणाली

नैनोफ्लूड के प्रकार

नैनोफ्लुइड के गुण

सवाल और जवाब

नैनोफ्लुइड क्या है?

आधार द्रव क्या है?

नैनोफ्लुइड तैयार करने के लिए कुछ आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले नैनोकणों के उदाहरण दें।

नैनोफ्लुइड की व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली तैयारी विधियाँ क्या हैं?

नैनोफ्लुइड की स्थिरता क्या है?

नैनोफ्लुइड की तैयारी में सर्फैक्टेंट का उपयोग क्या है?

हाइब्रिड नैनोफ्लूड एक नया शोध विषय क्यों बन गया?

क्यों नैनोफ्लुइड के उपयोग ने गर्मी हस्तांतरण को बढ़ाया है?

नैनोफ्लुइड हीट एक्सचेंजर के आकार को कैसे कम कर सकता है?

निष्कर्ष

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