نانو سیالات که از توزیع ذرات با ابعاد نانو در سیالات معمولی حاصل می‌شوند، نسل جدیدی از سیالات با پتانسیل بسیار زیاد در کاربردهای صنعتی هستند. اندازه ذرات مورد استفاده در نانو سیالات از ۱ نانومتر تا ۱۰۰ نانومتر می‌باشد. این ذرات از جنس ذرات فلزی همچون مس، نقره و… و یا اکسید فلزی همچون آلومینیوم اکسید ،اکسید مس و…

هستند.
به علت اشکالات موجود در استفاده از سیالات سنتی و حتی میکرو سیال ها ، از جمله ،رسوب یا ته نشینی ذرات ، سائیدگی، مسدود نمودن لوله‌ها، افزایش افت فشار در مجرای سیال ، محققان به نانو سیالات روی آوردند. در سال 1993 ایده نانوسیال توسط چویی و جف استمن مطرح شد و انقلاب بزرگی در زمینه انتقال حرارت در سیالات پدید آمد. در واقع نگاه تازه ای به سوسپانسیون سیال جامد با ذراتی در ابعاد نانو مطرح شد. همچنین به علت کوچک بودن ذرات به مقدار زیادی خوردگی، نا خالصی و مشکلات افت فشار کاهش پیدا کرده و پایداری سیالات در مقابل رسوب گذاری بهبود چشمگیری یافت.

نانو سیالات عموما دارای هدایت گرمایی بالا هستند و به همین علت نرخ انتقال حرارت در آن ها بسیار زیاد است. نانوسیالات به ‌وسیلة پخش و منتشر کردن ذرات در اندازه‌های نانومتری در سیالات متداول منتقل کنندة گرما، به ‌منظور افزایش هدایت گرمایی و بهبود عملکرد انتقال حرارت، ساخته می‌شوند. نتایج آزمایش‌هایی که در رابطه با نحوة انتقال حرارت بر روی چندین نمونة نانوسیال انجام شد، نشان می‌دهد که عملکرد نانوسیالات در انتقال حرارت عموماً بیشتر از آن چیزی است که به ‌صورت نظری پیش‌بینی شده است.

معرفی نانوسیالات

مفهوم نانو سیال، سوسپانسیون‌های حاوی ذرات نانو، مواد فلزی و غیر فلزی را شامل می شود. نانوسیالات پتانسیل های بسیار زیادی در محیط ها و شرایط متفاوت دارند که باعث شده اهمیت بسزایی در صنایع و تاسیسات داشته باشند. به عنوان مثال سیالات متداولی که در زمینه انتقال حرارت استفاده می‌شوند ضریب هدایت حرارتی پایینی دارند. ذرات نانو به دلیل بالا بودن ضریب هدایتی شان با توزیع در سیال پایه باعث افزایش ضریب هدایت حرارتی سیال، که یکی از پارامترهای اساسی انتقال حرارت محسوب می‌شود، می گردند.

روش های افزایش پایداری نانوسیال

افزودن مواد فعال سطحی

افزودن ماده فعال سطحی در نانوسیال، روشی ساده و مقرون به صرفه برای افزایش پایداری نانوسیال می باشد. مواد فعال سطحی به طور قابل ملاحظه ای بر مشخصه سطح سیستم اثر می گذارند. این مواد، حاوی یک سر قطبی آب دوست و یک سر آب گریز ( معمولا یک زنجیره هیدروکربنی) می باشند. مواد فعال سطحی را بر اساس ترکیب سر آب دوست، به چهار دسته تقسیم بندی می کنند:
الف- غیر یونی که گروه باردار در سر آب دوست وجود ندارد.
ب- آنیونی با گروه باردار منفی
ج- کاتیونی با گروه باردار مثبت
د- آمفوتر که بار سر آب دوست می تواند مثبت یا منفی باشد.

کنترل pHنانوسیال

پایداری یک نانوسیال ارتباط مستقیمی با خواص الکتروکینتیکی آن دارد. به این صورت که اگر در سطح نانوذرات چگالی بار زیاد باشد، به علت نیروی دافعه الکتروستاتیکی، نانوذرات در سیال پایدار خواهند بود. بنابراین می توان با تنظیم pH نانوسیال، به پایداری مطلوب رسید.

ارتعاش ما فوق صوت ultrasonic

به منظور افزایش پایداری نانوسیال می توان از لرزاننده های مافوق صوت استفاده کرد. دو روش قبلی ذکر شده با اصلاح سطح نانوذرات به بهبود پایداری نانوسیال کمک می کنند اما در این روش، امواج فراصوت سبب از بین رفتن پیوندهای سطحی ضعیف میان نانوذرات شده و در نتیجه باعث شکسته شدن اگلومره ها شده و پایداری نانوسیال را افزایش می دهند. …