Refrigeration Engineering and Technology

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

Термодинамічні властивості конденсованих середовищ при додаванні наночасток графена

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

Б.Б. Черниш
С.В. Артеменко
https://orcid.org/0000-0002-1398-1472

Анотація

Альтернативний підхід до інтенсифікації теплообміну на основі концепції нанофлюїдів відкриває новий напрям в пошуку шляхів вдосконалення процесів переносу теплоти. Термодинамічні властивості конденсованих середовищ, що інкорпоровані в наноструктурні матеріали, є основою нових нанотехнологічних застосувань. Генеалогічні дерева графена: графіт, фулерен (C60), вуглецеві нанотрубки (CNT), що додаються до холодоагентів, змінюють їх термодинамічні властивості та фазову рівновагу. Запропоновано алгоритм розрахунку термодинамічних властивостей середовищ на основі рівняння стану NIST при різних концентраціях наночасток графена. Двоокис вуглецю був обраний основною речовиною як один із перспективних природних холодоагентів з мінімальним потенціалом глобального потепління. Одержано інформацію про термодинамічну поведінку однорідних та неоднорідних конденсованих середовищ з добавками вуглецевих наночасток генеалогічного дерева графена під впливом варіації термодинамічних параметрів. Наведено термодинамічні властивості вуглекислого газу в присутності фулеренів та карбонових нанотрубок. Розроблено моделі термодинамічної поведінки нанофлюїдів для прогнозування критичної точки чистих компонентів у присутності наноструктурованих матеріалів. Теоретично передбачено зміщення критичної точки для нанорідин. Оцінка зсуву фазової рівноваги та критичної точки показала, що ефект фулеренів та вуглецевих нанотрубок майже не змінює термодинамічну поведінку холодоагенту при низьких об'ємних концентраціях наночастинок. Побудовано рівняння стану термодинамічних властивостей технічно важливих газів з домішками наночасток генеалогічного дерева графена. Розроблено програми розрахунку та база даних  термодинамічних властивостей робочих тіл. Описано результати розрахунків фазових рівноваг деяких нанофлюїдів

Ключові слова:
Фулерен, Вуглецеві нанотрубки, Графен, Вуглекислий газ, Нанофлюїди, Лінія насичення, Термодинамічні властивості

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

Як цитувати
Черниш, Б., & Артеменко, С. (2021). Термодинамічні властивості конденсованих середовищ при додаванні наночасток графена. Refrigeration Engineering and Technology, 56(3-4), 114-121. https://doi.org/10.15673/ret.v56i3-4.1944
Розділ
ТЕРМОДИНАМІЧНИЙ АНАЛІЗ ТА МОДЕЛЮВАННЯ

Посилання

1. Rasheed, A.K., Khalid, M., Rashmi, W., Gupta, T., Chan, A. (2016) Graphene based nanofluids and nanolubricants – review of recent developments. Renewable Sustainable Energy Reviews, 63, 346-356.
2. Sadeghinezhad, E., Mehrali, M., Saidur, R., Mehrali, M., Latibari, S.T., Akhiani, A.R., Metselaar, H.S.C. (2016) A comprehensive review on graphene nanofluids: recent research, development and applications. Energy Conversion and Management, 111, 466-487.
3. Lemmon, E., Span, R. (2006) Short Fundamental Equations of State for 20 Industrial Fluids. Journal of Chemical & Engineering Data, 51, 785-850.
4. Nikitin, D., Mazur, V. (2012) Thermodynamic and phase behaviour of fluids embedded with nanostructured materials. International Journal of Thermal Sciences, 62, 44-49.
5. Vasu, V., Rama Krishna, K., Kumar, A.C.S. (2008) Analytical prediction of thermophysical properties of fluids embedded with nanostructured materials. International Journal of Nanoparticles, 1, 32-40.
6. Artemenko, S., Mazur, V. (2015) Thermodynamic and Phase Behavior of Nanofluids. Chapter 12 in the book Physics of Liquid Matter: Modern Problems. Dordrecht: Springer, Netherlands, 317-333.
7. Span, R., Wagner, W. (1996) A New Equation of State for Carbon Dioxide Covering the Fluid Region from the Triple‐Point Temperature to 1100 K at Pressures up to 800 MPa. Journal of Physical and Chemical Reference Data, 25 (6), 1509 12.
8. Lemmon, E. W., Jacobsen, R. T., Penoncello, S. G., Friend, D. G. (2000) Thermodynamic Properties of Air and Mixtures of Nitrogen, Argon, and Oxygen From 60 to 2000 K at Pressures to 2000 MPa. Journal of Physical and Chemical Reference Data, 29, 331-385.
9. Prylutskyy, Yu., Durov, S., Bulavin, L. et al. (2001) Structure and Thermophysical Properties of Fullerene C60 Aqueous Solutions. International Journal of Thermophysics, 22, 943-956.
10. Lemmon, E., Huber, M., McLinden. (2013) NIST Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties REFPROP. Version 9.1. Boulder: NIST.
11. Angayarkanni, S.A., Philip, J. (2015) Review on thermal properties of nanofluids: Recent developments. Advances in Colloid and Interface Science, 225, 146-176.
12. Saidura, R., Leong, K.Y., Mohammad, H.A. (2011) A review on applications and challenges of nanofluids. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15, 1646-1668.