Výzkum vlastnosti nanotekutin oleje Jatropha s nanočásticemi železa

Ing. Veikko Lungameni SHALIMBA

Doctoral thesis

Investigation on the Properties of Jatropha Oil with Iron Nanoparticles

Abstract:

This thesis is devoted to the experimental investigation and analysis on the thermo-physical properties, tribological and operational tests of Jatropha oil with iron nanoparticle nanofluids. The newly developed nanofluids are prepared by dispersing the iron nanoparticles into Jatropha oil at three different volume concentrations, 1%, 5%, and 10%. The motivation behind this effort is to verify the use of Jatropha oil in nanofluid as a heat transfer fluid. The dynamic viscosity, specific heat capacity, thermal conductivity, tribological and operational tests of Jatropha oil with iron nanoparticle nanofluids have been compared to that of water with iron nanoparticles nanofluids with similar volume concentration. In addition, existing theoretical models for prediction of thermo-physical properties of nanofluid are discussed. All evaluated results of thermo-physical properties, tribological and operational tests are presented in tables and graphs in the following chapters. The results are very encouraging, but it is believed that further investigation still needs to be done on thermo-physical properties of Jatropha oil with iron nanoparticle nanofluids before their practical application.

Abstract:

Tato práce se zabývá experimentálním výzkumem a analýzou termo-fyzikálních vlastností, tribologických a provozních zkoušek na nově vyvinutých nanotekutinách z oleje Jatropha (dávivec) s nanočásticemi železa. Nově vyvinuté nanotekutiny jsou připravené se suspendováním nanočástic železa na bázi oleje ve třech různých objemových koncentracích - 1%, 5% a 10%. Motivace tohoto úsilí spočívá v ověření použití oleje Jatropha v nanotekutině jako v chladicí kapalině. Dynamická viskozita, měrná tepelná kapacita, tepelná vodivost, tribologické a provozní zkoušky nanotekutin oleje v roztoku s nanočásticemi železa byly srovnány s roztokem vody s nanočásticemi železa se stejnou objemovou koncentrací. Kromě toho, jsou v této práci diskutovány teoretické modely pro predikci termo-fyzikálních vlastností nanotekutin. Všechny vyhodnocené výsledky termo-fyzikálních vlastností, tribologických a provozních zkoušek, které byly experimentálně provedeny na sloupové vrtačce jsou uvedeny v tabulkách a grafech v jednotlivých kapitolách. Výsledky jsou velmi povzbudivé, ale lze předpokládat, že je zapotřebí ještě další výzkum aby se zjistily účinky těchto faktorů na termo-fyzikální vlastnosti širokého spektra nanotekutin.

Keywords

Nanotekutina, dynamická viskozita, měrná tepelná kapacita, tepelná vodivost, tribologie, vrtání

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 4. 2018

Thesis defence

• Supervisor: prof. RNDr. Bruno Sopko, DrSc.

JAN EVANGELISTA PURKYNĚ UNIVERSITY IN ÚSTÍ NAD LABEM

Faculty of Mechanical Engineering

Doctoral programme / field:
Engineering Technology / Engineering Techology