Повышение эффективности теплообмена в теплообменнике с использованием наножидкостей на основе оксида меди, синтезированных «зелёным» методом, в этиленгликолево-водной смеси

Эффективность промышленных теплообменников ограничена коэффициентом теплопередачи при использовании традиционных рабочих жидкостей. В данном исследовании предложен новый устойчивый подход к синтезу наночастиц оксида меди (CuO NPs) посредством экологичного метода с использованием экстракта листьев Populus euphratica, ранее не описанного в литературе. Работа представляет собой первое опубликованное применение «зелёно» синтезированных наночастиц CuO в теплообменнике и вносит новый вклад в область устойчивого теплового менеджмента. Синтез был оптимизирован при значениях pH 7, 9 и 11. Для характеристики CuO NPs и подтверждения их химического состава, кристалличности и морфологии применялись FTIR, XRD, UV–Vis спектроскопия и SEM. Оптимизированные CuO NPs были диспергированы в базовую жидкость этиленгликоль–вода (EG–W) в различных соотношениях при концентрациях CuO от 0,02% до 0,1% с целью повышения тепловых характеристик. Результаты показали, что по сравнению с базовой жидкостью суммарный коэффициент теплопередачи увеличился на 40%, а конвективный коэффициент теплопередачи для наножидкости возрос примерно на 36%. Увеличение конвективной теплопередачи объясняется не только статическим присутствием наночастиц, но и броуновским движением и образованием жидкой наноплёнки вокруг частиц. При увеличении концентрации наночастиц наблюдалось устойчивое повышение теплопроводности и числа Нуссельта. Эти результаты подтверждают преимущества по теплопередаче у «зелёно» синтезированных CuO наножидкостей и поддерживают их потенциал для применения в промышленных теплообменниках. В заключение исследование подчёркивает жизнеспособность зелёной нанотехнологии как экологически ответственной альтернативы традиционным методам синтеза для энергоэффективных систем теплового менеджмента.