CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ TÍNH TỐN LÝ THUYẾT
3.1. Mơ hình tính tốn độ dẫn nhiệt của chất lỏng nano chứa CNTs
3.1.2. Mơ hình tính tốn lý thuyết độ dẫn nhiệt của nhĩm B.H.Thang
Một số điểm chưa hợp lý trong mơ hình của Patel, đĩ là Patel áp dụng cho hạt nano hình cầu, chưa tính đến dạng ống của CNTs. Thêm nữa trong biểu thức của mình Patel thay bán kính rp của hạt nano bằng đường kính của rs của ống nano cacbon, nhĩm cũng khơng giải thích rõ điều này. Cuối cùng, mơ hình Hemanth áp dụng cho các hạt nano đẳng hướng, nên khi Patel tính tốn độ dẫn nhiệt của chất lỏng nano chứa CNTs cũng coi tính chất dẫn nhiệt của CNTs là đẳng hướng. Tuy nhiên do cĩ cấu trúc dạng ống nên tính chất dẫn nhiệt của CNTs khơng đẳng hướng. Theo chiều dọc ống CNTs sẽ dẫn nhiệt tốt, nhưng theo chiều vuơng gĩc với ống thì CNTs sẽ dẫn nhiệt kém. Do những điểm chưa hợp lý trên nền kết quả tính tốn lý thuyết của Patel vẫn chưa gần với dữ liệu thực nghiệm.
Nhằm đưa ra kết quả tính tốn chính xác hơn, nhĩm nghiên cứu của GS. Phan Ngọc Minh và TS. Bùi Hùng Thắng đề xuất một mơ hình sửa đổi trong đĩ nhĩm tính đến CNTs cĩ dạng hình ống và coi hai đầu giống như hai bán cầu. Thêm nữa nhĩm xét đến CNTs phân tán ngẫu nhiên theo mọi hướng và dùng độ dẫn nhiệt hiệu dụng của CNTs.
Hình 3.2 là đồ thị so sánh kết quả thực nghiệm chất lỏng nano chứa MWCNT nền là nước cất của nhĩm Hwang [73] với kết quả tính tốn lý thuyết theo mơ hình sửa đổi. Chiều dài và đường kính trung bình của CNTs trong thực nghiệm của nhĩm Hwang lần lượt là 10–50 μm và 10–30 nm [73], trong tính tốn lý thuyết sử dụng độ dẫn nhiệt của nước cất là 0,6 W/mK và của CNTs là 1800 W/mK, bán kính của phân
tử nước là 0,1 nm, bán kính trung bình của CNTs là 10 nm. Kết quả trên Hình 3.2 cho thấy kết quả thực nghiệm của nhĩm Hwang phù hợp với tính tốn lý thuyết.
Hình 3.2. So sánh kết quả tính tốn lý thuyết với kết quả thực nghiệm của
nhĩm Hwang
Tương tự như trên, nhĩm cũng so sánh kết quả thực nghiệm của nhĩm Lifei Chen (2008) [74] với tính tốn lý thuyết. Nhĩm thu được kết quả thực nghiệm phù hợp với tính tốn lý thuyết.
Trong mơ hình cải tiến trên mới xét đến chất lỏng nền là đơn chất, chưa tính đến chất lỏng nền cĩ thể là hỗn hợp gồm nhiều chất lỏng khác nhau. Vì vậy chúng tơi đã phát triển mơ hình cải tiến cho trường hợp chất lỏng nền là hỗn hợp của hai chất lỏng khác nhau, cụ thể là hỗn hợp chất lỏng gồm ethylen glycol và nước cất (EG/DI).