Refrigeration Engineering and Technology

ISSN-print: 0453-8307
ISSN-online: 2409-6792
ISO: 26324:2012
Архiви

Дослідження технології приготування робочих тіл парокомпресійних холодильних систем з добавками наночастинок TiO2

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

О.Я. Хлієва
http://orcid.org/0000-0002-3592-4989
Т.В. Лук'янова
https://orcid.org/0000-0001-8513-9746
Ю.В. Семенюк
http://orcid.org/0000-0002-3489-0262
В.П. Желєзний
http://orcid.org/0000-0002-0987-1561
С.Г. Корнієвич
https://orcid.org/0000-0002-6803-0041
О.Ю. Мельник
https://orcid.org/0000-0001-8019-1537

Анотація

У роботі розглянуто підходи до приготування робочих тіл парокомпресійних холодильних систем з добавками наночастинок оксидів металів - нанохолодоагентів. Показано, що до сих пір не розроблено технології приготування агрегативно стабільних нанохолодоагентів. Як об'єкт дослідження для апробації різних технологій приготування нанохолодоагенту було обрано холодоагент R141b, як добавка - наночастинки TiO2 двох виробників і різні за своєю природою поверхнево-активні речовини (ПАР). Критерієм, що визначає якість отриманих нанофлюїдів, був середній розмір  наночастинок у рідині, який визначався методом спектротурбідіметрії. Наведено результати експериментального дослідження впливу способу і тривалості диспергування наночастинок, а також добавок різних ПАР на розмір наночастинок в отриманих нанохолодоагентах. Наводяться рекомендації щодо підвищення колоїдної стабільності диспергованих наночастинок і зниження їхнього розміру в нанохолодоагентах, перспективних для застосування в холодильних системах.

Ключові слова:
Холодоагент, Нанофлюїд, Поверхнево-активна речовина, Колоїдна стабільність, Розмір наночастинок у нанофлюїді

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Хлієва, О., Лук’янова, Т., Семенюк, Ю., Желєзний, В., Корнієвич, С., & Мельник, О. (2018). Дослідження технології приготування робочих тіл парокомпресійних холодильних систем з добавками наночастинок TiO2. Refrigeration Engineering and Technology, 54(4), 49-56. https://doi.org/10.15673/ret.v54i4.1216
Розділ
ХОЛОДИЛЬНІ ТА СУПУТНІ ТЕХНОЛОГІЇ

Посилання

1. Celen, A., Çebi, A., Aktas, M., Mahian, O., Dalkilic, A. S., & Wongwises, S. (2014). A review of nanorefrigerants: Flow characteristics and applications. International Journal of Refrigeration, 44, 125–140. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2014.05.009
2. Azmi, W. H., Sharif, M. Z., Yusof, T. M., Mamat, R., & Redhwan, A. A. M. (2017). Potential of nanorefrigerant and nanolubricant on energy saving in refrigeration system – A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 69, 415–428. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.11.207
3. Alawi, O. A., Sidik, N. A. C., & Mohammed, H. A. (2014). A comprehensive review of fundamentals, preparation and applications of nanorefrigerants. International Communications in Heat and Mass Transfer, 54, 81–95. https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2014.03.001
4. Lukianov M, Khliyeva O, Zhelezny V, Semenyuk Yu. (2015). Nanorefrigerants application possibilities study to increase the equipment ecological-energy efficiency. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(5(75)), 32. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.42565
5. Мороз, С. А., Хлиева, О. Я., Лукьянов, Н. Н., Железный, В. П. (2016). Экспериментальное исследование влияния примесей фуллеренов C60 в компрессорном масле и величины вязкости масла на показатели эффективности холодильной компрессорной системы. Вестник Международной Академии Холода, (1). 41–46 https://doi.org/10.21047/1606-4313-2016-16-1-41-46
6. Haddad, Z., Abid, C., Oztop, H. F., & Mataoui, A. (2014). A review on how the researchers prepare their nanofluids. International Journal of Thermal Sciences, 76, 168–189. https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2013.08.010
7. Devendiran, D. K., & Amirtham, V. A. (2016). A review on preparation, characterization, properties and applications of nanofluids. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 60, 21–40. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.01.055
8. Ghadimi, A., Saidur, R., & Metselaar, H. S. C. (2011). A review of nanofluid stability properties and characterization in stationary conditions. International Journal of Heat and Mass Transfer, 54(17–18), 4051–4068. https://doi.org/10.1016/J.IJHEATMASSTRANSFER.2011.04.014
9. Wu, D., Zhu, H., Wang, L., & Liu, L. (2009). Critical Issues in Nanofluids Preparation, Characterization and Thermal Conductivity. Current Nanoscience, 5(1), 103–112. https://doi.org/10.2174/157341309787314548
10. Yu, W., & Xie, H. (2012). A Review on Nanofluids: Preparation, Stability Mechanisms, and Applications. Journal of Nanomaterials, 2012, 1–17. https://doi.org/10.1155/2012/435873
11. Diao, Y. H., Li, C. Z., Zhao, Y. H., Liu, Y., & Wang, S. (2015). Experimental investigation on the pool boiling characteristics and critical heat flux of Cu-R141b nanorefrigerant under atmospheric pressure. International Journal of Heat and Mass Transfer, 89, 110–115. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.05.043
12. Li, Y., Zhou, J., Tung, S., Schneider, E., & Xi, S. (2009). A review on development of nanofluid preparation and characterization. Powder Technology, 196(2), 89–101. https://doi.org/10.1016/J.POWTEC.2009.07.025
13. Peng, H., Lin, L., & Ding, G. (2015b). Influences of primary particle parameters and surfactant on aggregation behavior of nanoparticles in nanorefrigerant. Energy, 89, 410–420. https://doi.org/10.1016/j.energy.2015.05.116
14. Агранат, Б. А., Дубровин, М. Н., Хавский, Н. Н., Эскин, Г. И. (1987). Основы физики и техники ультразвука. М.: Высшая Школа, 352.
15. Kole, M., & Dey, T. K. (2012). Thermophysical and pool boiling characteristics of ZnO-ethylene glycol nanofluids. International Journal of Thermal Sciences, 62, 61–70. https://doi.org/10.1016/J.IJTHERMALSCI.2012.02.002
16. Lee, J.-H., Hwang, K. S., Jang, S. P., Lee, B. H., Kim, J. H., Choi, S. U. S., & Choi, C. J. (2008). Effective viscosities and thermal conductivities of aqueous nanofluids containing low volume concentrations of Al2O3 nanoparticles. International Journal of Heat and Mass Transfer, 51(11–12), 2651–2656. https://doi.org/10.1016/J.IJHEATMASSTRANSFER.2007.10.026
17. He, Y., Jin, Y., Chen, H., Ding, Y., Cang, D., & Lu, H. (2007). Heat transfer and flow behaviour of aqueous suspensions of TiO2 nanoparticles (nanofluids) flowing upward through a vertical pipe. International Journal of Heat and Mass Transfer, 50(11–12), 2272–2281. https://doi.org/10.1016/J.IJHEATMASSTRANSFER.2006.10.024
18. Suganthi, K. S., & Rajan, K. S. (2014). International Journal of Heat and Mass Transfer A formulation strategy for preparation of ZnO – Propylene glycol – water nanofluids with improved transport properties. International Journal of Heat and Mass Transfer, 71, 653–663. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2013.12.044
19. Yang, J.-C., Li, F.-C., Zhou, W.-W., He, Y.-R., & Jiang, B.-C. (2012). Experimental investigation on the thermal conductivity and shear viscosity of viscoelastic-fluid-based nanofluids. International Journal of Heat and Mass Vol. 55, Issue 11. – P. 3160-3166.
20. Choi, C., Yoo, H. S., & Oh, J. M. (2008). Preparation and heat transfer properties of nanoparticle-in-transformer oil dispersions as advanced energy-efficient coolants. Current Applied Physics, 8(6), 710–712. https://doi.org/10.1016/J.CAP.2007.04.060
21. Кленин, В. И., Щеголев, С. Ю., Лаврушин, В. И. (1977). Характеристические функции светорассеяния дисперсных систем. Саратовского ун-та. 177 стр.
Kourti, T. (2000). Turbidimetry in Particle Size Analysis. Encyclopedia of Analytical Chemistry, 5549–5579. https://doi.org/10.1002/9780470027318.a1517
22. Фролов, Ю. Г., Гродский, А. С., Назаров, В. В., & Моргунов, А. Ф. (1986). Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии. Химия , 6.
23. Trisaksri, V., & Wongwises, S. (2009). Nucleate pool boiling heat transfer of TiO2–R141b nanofluids. International Journal of Heat and Mass Transfer, 52(5–6), 1582–1588. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2008.07.
24. Peng, H., Ding, G., & Hu, H. (2011). Effect of surfactant additives on nucleate pool boiling heat transfer of refrigerant-based nanofluid. Experimental Thermal and Fluid Science, 35(6), 960–970. https://doi.org/10.1016/J.EXPTHERMFLUSCI.2011.01.016