طالب الدكتوراه «مناصرة» يرفع حجم التبادل الحراري والسعة للسوائل

توصل الباحث وطالب الدكتوراه في قسم الهندسة الكيميائية عبدالله مناصرة من جامعة الملك فهد للبترول والمعادن إلى ابتكار يرفع من حجم التبادل الحراري والسعة الحرارية للسوائل المستخدمة في المبادلات الحرارية من خلال معالجتها بموائع نانوية مبتكرة.
وأكد أن التجربة أثبتت أن معالجة سوائل التبريد بالمادة المبتكرة يجعلها تتفوق على جميع المواد المستخدمة حاليا في تبريد المصانع والمحركات بما فيها الماء النقي وهو ما يعتبر إنجازا علميا فريدا.
وساهم الابتكار في تحسين انتقال الحرارة للسوائل المستخدمة في التبريد بنسبة 65% وزيادة السعة الحرارية للسوائل بمقدار 60 في المائة مقارنة بالماء النقي.
وتتلخص فكرة الابتكار في تطعيم السوائل المستخدمة في التبريد بإضافة موائع معالجة بأجسام نانوية يتم تحضيرها عن طريق إضافة الأنابيب الكربونية متناهية الصغر مطعمة بجزيئات معدنية صغيرة مثل أوكسيد الحديد والألمونيوم.
وقال إن الدراسة تشتمل على تراكيز حجمية مختلفة للموائع النانوية لا تتجاوز 0.1 % من وزن السائل الكلي، وأضاف أن التجارب شملت تحضير الموائع النانوية باستعمال جهاز الموجات الصوتية سعة (750 واط, 20 كليوهيرتز) لمدة نصف ساعة مستمرة للحصول على مائع متجانس، كما تم قياس معامل التوصيل الحراري وفي درجات الحرارة التشغيلية للفحوصات (35 الى 70 درجة مئوية).
وأضاف أنه تم في هذا البحث، وبعد تطعيم سطح الأنابيب النانونية الكربونية بنسب مختلفة من الأكاسيد (10% و1%)، تشخيص هذه المركبات النانونية للتأكد من انتشار هذه المواد بشكل متجانس باستخدام (Transmission electron microscopy)، كما تمت إضافة هذه المركبات النانونية إلى الماء وذلك من خلال تعريضها لموجات صوتية للحصول على محلول متجانس.
وتضمنت هذه الدراسة تشخيص وقياس الخصائص الحرارية والفيزيائية كالحرارة النوعية والموصلية الحرارية واللزوجة.
وأوضح أنه بعد تشخيص هذه الموائع، تمت ملاحظة زيادة الحرارة النوعية والسعة الحرارية بزيادة نسبة المواد النانونية وذلك من خلال فحصها باستخدام جهاز (Differential scanning calorimetry) على درجات حرارة مختلفة تترواح بين 35 و70 درجة مئوية، وقال إنه وجد أن السعة الحرارية ازدادت بمقدار 60 % بالمقارنة مع الماء النقي، كما وجد أن السعة الحرارية تزداد بزيادة معدل المعادن المطعمة على الأنابيب الكربونية.