درسال های اخیر مطالعات بسیاری در زمینه خواص نانو سیالات و کاربردهای آن انجام گرفته است. اکثر مطالعات در زمینه جوشش استخری بوده و در زمینه جوشش جریانی مطالعات کمی انجام شده است.
انتقال حرارت توسط نانو سیالات
نتایج مورد بررسی در بحث انتقال حرارت نانوسیالات بسیار متنوع بوده ودر بعضی موارد کم شدن در بعضی موارد زیاد شدن ودر پاره ای از موارد حتی تغییر نکردن انتقال حرارات نیزطی یک جریان جوشش گزارش شده است همچنین نوع وپراکندگی حجمی نانوسیالات تاثیر زیادی بر خاصیت های آنها بخصوص در کاربردهای هسته ای (تابش های نوترونی هسته) می گذارد. مطالعات نشان داده که مقدار کمتر از از ۱/۰% وزنی مقداری مناسب برای حصول ماکزیمم مقدار شار حرارتی بحرانی است .
کاربرد هسته ای نانو سیالات
نانوسیالات یکی از بهترین گزینه ها برای استفاده در کاربردهای هسته ای به دلیل افزایش شار حرارتی جوشش می باشند. زیرا یکی از محدودیت هایی که برای نیروگاه های هسته ای تعریف می شود شار حرارتی بحرانی می باشد که با اضافه کردن ذرات نانو به آب می توان شار حرارتی بحرانی را به طور قابل توجهی بهبود داد. همچنین به دلیل کاربردهایی که در حوزه خنک کنندگی، کم اثر بودن روی عملیات نوترونی هسته، کوچک کردن مسیر و حجم خنک کننده و افزایش کارایی خنک کنندگی و همچنین افزایش توان تولیدی راکتورهای هسته ای، نانوسیالات گزینه خوبی برای استفاده در راکتورهای هسته ای می باشند.
نقش نانو سیالات در راکتور هسته ای
به طور کلی نقش استفاده از نانوسیالات در بهبود عملکرد راکتورهای هسته ای را می توان به چند دسته زیر طبقه بندی کرد:
- خنک کنندگی
- درتابش های نوترونی
- تاثیر نانوسیالات در ایمنی راکتورها
- افزایش توان تولیدی توسط راکتورها
- عدم خوردگی در لوله های راکتورها به دلیل پایین بودن جرم
در راکتورهای هسته ای به دلیل انجام فرآیند شکافت هسته ای، حرارت درون راکتور به مقدار زیادی افزایش می یابد این حرارت سریع توسط یک سیال باید خارج شود. رایج ترین سیال عامل آب بوده ولی به دلیل پایین بودن ضریب انتقال حرارت باید سرعت جریان در سیکل افزایش یابد، که نیاز به پمپ های قوی تر بوده و هزینه های اقتصادی بالا می رود. دیگر محدودیت آب به عنوان خنک کننده دستیابی به توان بیشتر از ۹/۱۸ مگاوات بدون انحراف از جوشش هسته ای و ماکزیمم شار حرارتی که امکان پذیر نیست. با توجه به اینکه تولید انرژی مساله مهمی می باشد محققین به دنبال دستیابی به توان تولیدی بیشتر در راکتورهای هسته ای می باشند که با پیشرفت تکنولوژی در زمینه نانوسیالات امکان دستیابی به توان تولیدی بیشتر در راکتور فراهم آمده است.
چرا نانو سیالات؟
نانوسیالات یکی از بهترین گزینه ها برای استفاده در کاربردهای هسته ای به دلیل افزایش شار حرارتی جوشش می باشند. زیرا یکی از محدودیت هایی که برای نیروگاه های هسته ای تعریف می شود شار حرارتی بحرانی می باشد که با اضافه کردن ذرات نانو به آب می توان شار حرارتی بحرانی را به طور قابل توجهی بهبود داد. همچنین به دلیل کاربردهایی که در حوزه خنک کنندگی،کم اثر بودن روی عملیات نوترونی هسته،کوچک کردن مسیر و حجم خنک کننده و افزایش کارایی خنک کنندگی و همچنین افزایش توان تولیدی راکتورهای هسته ای، نانوسیالات گزینه خوبی برای استفاده در راکتورهای هسته ای می باشند.
منبع: محصولات نانو ایران
دیدگاه شما با موفقیت ثبت شد.