Zeitschrift für Thermodynamik und Katalyse
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Abstrakt

Thermophysikalische Eigenschaften von Kupfer- und Silica-Nanofluiden in einer Glycerin-Wasser-Mischung als Basisflüssigkeit

M. L. R. Chaitanya Lahari, P. H. V. Sesha Talpa Sai*, K. S. Narayanaswamy, K. V. Sharma

Die thermophysikalischen Eigenschaften von Kupfer- und Silica-Nanopartikeln, die in einer Glycerin-Wasser-Mischung als Basisflüssigkeit dispergiert sind, werden experimentell ermittelt. Cu- und SiO2-Nanopartikel werden in einer Glycerin-Wasser-Mischung im Volumenverhältnis 30:70 vermischt. Drei Konzentrationen von 0,2 %, 0,6 % und 1,0 % werden hergestellt und Viskosität (µ), Wärmeleitfähigkeit (k), spezifische Wärmekapazität (Cp) und Dichte (ρ) werden in einem Temperaturbereich von 20–80 °C mit einem Brookfield-Viskosimeter und dem Wärmekonstantenanalysator TPS500S bestimmt. Viskosität und Dichte von Nanofluiden steigen mit der Partikelkonzentration und sinken mit der Temperatur. Der „k“-Wert von Nanofluiden steigt mit der Temperatur und Partikelkonzentration. Die spezifische Wärmekapazität „Cp“ von Nanofluiden sinkt mit der Volumenkonzentration und steigt mit der Temperatur an. Die maximale Viskosität wird für 1,0 % Cu- und SiO2-Nanofluide bei 20 °C beobachtet und beträgt 3,615 cP bzw. 4,334 cP gegenüber der Viskosität der Basisflüssigkeit von 3,040 cP bei derselben Temperatur. Die Wärmeleitfähigkeit ist für eine Konzentration von 1,0 % bei 80 °C maximal und beträgt 0,843 W/mK, 1,005 W/mK für SiO2, Cu-Nanofluide, während die Wärmeleitfähigkeit der Basisflüssigkeit 0,461 W/mK beträgt. Die spezifische Wärmekapazität von Cu- und SiO2-Nanofluiden bei einer Konzentration von 0,2 % bei 20 °C beträgt 3432 J/kg K, 3468 J/kg K und steigt bei 80 °C auf 3598 J/kg K, 3652 J/kg K. Die „Dichte“ (ρ) von Cu- und SiO2-Nanofluiden mit einer Konzentration von 1,0 % bei 20 °C wird mit 1102 kg/m3 und 1057 kg/m3 berechnet und sinkt bei 80 °C auf 1089 kg/m3 bzw. 1028 kg/m3.