M.-A. HACHEY1, C. T. NGUYEN1, N. GALANIS2, C. V. POPA3

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1 M.-A. HACHEY1, C. T. NGUYEN1, N. GALANIS2, C. V. POPA3
Comportement et stabilité des nanofluides d’Al2O3 sous effets thermiques M.-A. HACHEY1, C. T. NGUYEN1, N. GALANIS2, C. V. POPA3 1Faculté d’ingénierie, Université de Moncton, Moncton, CANADA 2Faculté de génie, Université de Sherbrooke, Québec, CANADA 3GRESPI/Thermomécanique, Université de Reims, Reims, FRANCE

2 Introduction Nanofluides: mélanges liquide – nanoparticules solides
Propriétés thermiques intéressantes pour des applications dans le transfert de chaleur Meilleurs fluides caloporteurs

3 Les objectifs du programme de recherche entreprise depuis 2005
Élargir la base de données des propriétés thermo- physiques des nanofluides (conductivité thermique, viscosité dynamique) Élargir la base de connaissance sur le comportement et la stabilité des nanofluides sous effet du chauffage et du refroidissement (cycle de chauffage/refroidissement) Quantifier la performance des nanofluides comme fluides caloporteurs dans diverses applications réelles

4 Survol des résultats obtenus – mesures de viscosité dynamique
CuO 29nm, Al2O3 36nm et Al2O3 47nm, à température ambiante.

5 Survol des résultats obtenus – mesures de viscosité dynamique
Eau- 36nm et 47nm Al2O3 Eau- 29nm CuO

6 Survol des résultats obtenus – mesures de viscosité dynamique
Type de nanofluide, traitement de surface des particules, manipulation, instrumentation, etc..

7 Survol des résultats obtenus – mesures de viscosité dynamique
Le phénomène d’hystérésis observé ! Stabilité !! Water-Al2O3-47nm (≈ 7% volume fraction) Water-CuO-29nm (for 4.5% and 9%)

8 Survol des résultats obtenus – mesures de viscosité dynamique
L’hystérésis sous effet thermique cyclé (2012)  Nouvelle campagne de mesures en 2014 Eau-CuO-29nm (5% )

9 Nouveau banc d’essai expérimental

10 Expériences effectuées
Nanofluides : Eau – 10nm Al2O3 et EG- 10nm Al2O3 Fractions volumiques étudiées : 0%, 2,5% et 5% Circulation en continu dans le circuit fluidique Mesures simultanées de k et de viscosité. Note : 10nm est le diamètre moyen des particules sans agglomération.

11 Données de viscosité et de k

12 Hystérésis observé (viscosité et k)

13 Agglomération des particules !
Note : 10nm est le diamètre moyen des particules sans agglomération !

14 Agglomération : observations, conclusion
Le diamètre apparent des amas de particules augmente sous effet répété du chauffage L’agglomération plus accentuée à forte concentration des particules La stabilité des propriétés thermiques des nanofluides est sérieusement compromise Plus important encore : l’agglomération des particules est un phénomène changeant  la structure rhéologique des nanofluides ET leurs propriétés changent continuellement sous effet de température ! > L’utilisation des nanofluides en pratique n’est pas pour demain sans agents surfactant stables

15 Remerciements Université de Moncton
GRESPI/Thermomécanique, Univ. de Reims CRSNG du Canada