У статті наведено опис експериментальної установки, методика проведення експерименту та обробки даних отриманих на адіабатному калориметрі, який реалізує метод безпосереднього нагріву. У роботі наведені експериментальні дані про теплоємність на лінії кипіння для чистого спирту і нанофлюідів ізопропіловий спирт / наночастинки Al2O3 на трьох концентраціях. Отримані дані вказують, що домішки наночастинок Al2O3 сприяють зменшенню теплоємності ізопропілового спирту в рідкій фазі.
У роботі запропонована нова «трифазна» модель прогнозування теплоємності нанофлюідів, в якій фігурує надлишкова мольна теплоємність. Виконаний аналіз показує, що величина надлишкової теплоємності нанофлюідів може бути пов'язана зі збільшенням гідродинамічного радіуса наночасток при зміні температури і концентрації наночасток в ізопропіловогму спирті.
Ключові слова: Теплоємність – Нанофлюіди – Наночастинки Al2O3 – Ізопропіловий спирт – Експеримент – Модель прогнозування
В статье приведено описание экспериментальной установки, методика проведения экс- перимента и обработки данных полученных на адиабатном калориметре, который реа- лизует метод непосредственного нагрева. В работе приведены экспериментальные дан- ные о теплоемкости на линии кипения для чистого спирта и нанофлюидов изопропиловый спирт / наночастицы Al2O3 на трех концентрациях. Полученные данные указывают, что примеси наночастиц Al2O3 способствуют уменьшению теплоемкости изопропилового спирта в жидкой фазе. В работе предложена новая «трехфазная» модель прогнозирования теплоемкости нано- флюидов, в которой фигурирует избыточная мольная теплоемкость. Выполненный ана- лиз показывает, что величина избыточной теплоемкости нанофлюидов может быть связана с увеличением гидродинамического радиуса наночастиц при изменении темпера- туры и концентрации наночастиц в изопропиловом спирте.
Ключевые слова:Теплоемкость – Нанофлюиды – Наночастицы Al2O3 – Изопропиловый спирт – Эксперимент – Модель прогнозирования
New experimental data for the heat capacity on the saturation line for the pure isopropyl alcohol and nanofluids (solutions of the isopropyl alcohol and nanoparticles Al2O3) have been reported in the paper. We also present the description of the experimental setup that realizes method of direct heating in adiabatic calorimeter. The calorimeter has been used for experimental investigation of the heat capacity for pure isopropyl alcohol as well as nanofluids (solutions of the isopropyl alcohol and nanoparticles Al2O3) in temperature range from 190 to 324 ? at weight fractions of nanoparticles 0,515%, 1,027%, 1,972%. The procedure of fitting for the obtained experimental data is reported. The analysis shows that mean uncertainty of measured data does not exceed 0,75%. Obtained data indicate that admixtures of nanoparticles Al2O3 lead to decreasing the heat capacity of the liquid phase of isopropyl alcohol. In addition, an influence of the nanoparticles Al2O3 on heat capacity increases at increasing the absolute temperature from 0,5% at melting point to 6% at temperature equal to 330 K. We have also found that models proposed by Pak-Cho and Xuan-Roezel predict higher values of the heat capacity for the nanofluids. The deviations of calculated values from experimental data increase with increasing the temperature. It should be noted that Xuan-Roezel model give more correct temperature dependence for the nanofluids isopropyl alcohol/nanoparticles Al2O3.
Based on experimental data obtained we proposed new “3-phase” prediction model for the heat capacity of the nanofluids. The proposed model takes into account excess mole heat capacity. This value can be determined as heat capacity of the surface layer which is formed on the surface of the nanoparticle due to sorption. ?he surface layer can be assumed as molecules of the base liquid. We would emphasize that value of excess heat capacity of the nanofluids correlated with changing of hydrodynamic radius of the nanoparticles.
Keywords: Heat capacity; Nanofluids; Nanoparticles Al2O3; Isopropyl alcohol; Experiment; Prediction Model.
