|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Разработка метода термолинзовой спектрометрии для фототермического определения параметров перспективных наножидкостейНИР
Development of a thermal-lens spectrometry method for photothermal determination of parameters of promising nanofluids
- Руководитель НИР: Волков Д.С.
- Ответственный исполнитель: Хабибуллин В.Р.
- Участники НИР: Усольцева Л.О.
- Подразделение: НИЛ спектроскопических методов анализа
- Срок исполнения: 2 апреля 2021 г. - 15 февраля 2023 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 21-33-70143
- Номер ЦИТИС: 121041600112-7
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Энергоэффективность и энергосбережение
- Приоритеты и перспективы НТР Российской Федерации согласно Стратегии НТР РФ: переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике
- ПН России: Индустрия наносистем
- Направление технологического прорыва России: Энергоэффективность и энергосбережение
- Критическая технология России: Технологии диагностики наноматериалов и наноустройств
-
Рубрики ГРНТИ:
- 31.15.37 Химия коллоидов. Дисперсные системы
- 31.19.15 Анализ неорганических веществ
-
Ключевые слова:
организованные среды, термолинзовая спектроскопия, достоверность, точность, комплексный физико-химический анализ, термофизические параметры, наножидкости
thermal lens spectroscopy, nanofluids, thermophysical parameters, reliability, complex physical and chemical analysis, organized media, accuracy -
Описание:
Цель проекта — разработка надежного метода измерения характеристик теплопроводности перспективных наножидкостей для надежного контроля как на этапе производства, так и в процессе применения на основе фототермической термолинзовой спектрометрии и его апробация с использованием различных типов теплопроводящих жидкостей и наножидкостей.
-
Abstract:
The goal of the project is to develop a reliable method for measuring the parameters of thermal conductivity of promising nanofluids for reliable control both at the production stage and in the process of application based on photothermal thermal lens spectrometry and its approbation using various types of heat-conducting liquids and nanofluids. The work will involve commercially available nanofluids of various types, as well as to create promising carbon nanofluids, water dispersions of detonation synthesis nanodiamonds of various brands and samples of graphene oxide of the Hammers type will be used. The novelty and significance of the results of the Project will lie in the fact that the use of photothermal spectroscopy as applied to the physicochemical and thermophysical study of dispersed systems will make it possible to create devices for the non-contact control of the parameters of promising nanofluids with high accuracy and accuracy. This will make it possible to ensure control over the thermophysical parameters of nanofluids in the flow, that is, directly in the systems where they will be used (including in systems of a sufficiently large scale), which currently does not allow for practically any other existing method and potentially provides an opportunity monitoring the state of the coolant in an automatic mode, which corresponds to the development of Moscow as a smart city. For the first time, a set of standard NF samples will be proposed to control the accuracy of measurements using almost all methods of measuring thermal conductivity, which will be important both for the study and creation of potential nanofluids, and for the creation of systems for control and monitoring of liquid flows. In addition, the results of the project will have scientific significance, which will consist in the fact that the development of a method of photothermal thermal lens spectroscopy will make it possible to achieve significant progress in the study of energy transfer processes in complex dispersed systems. In addition, for the first time, an array of information about such complex systems will be obtained in the form of dependences of thermophysical and general physicochemical properties on temperature, concentration and molecular composition of the dispersed phase in various base fluids. The interdisciplinary character of the project will be ensured by a combination of various methods for the synthesis of nanofluids, a large number of physical and physicochemical methods of analysis and research (including specially developed unique photothermal methods for determining thermophysical properties) and modeling using numerical methods.
-
Планируемые результаты:
В результате проекта будут 1. Предложены схемы измерения и модели обработки ТЛС сигнала к наножидкостям. 2. Найдены оптимальные параметры ТЛС спектрометра для измерения теплофизических характеристик практически важных наножидкостей различных типов и их базовых жидкостей. 3. Сравнительные данные о теплофизических параметрах измерения с помощью ТЛС и метода теплового потока, оценка правильности и прецизионности измерения теплофизических характеристик и диапазон значений теплофизических характеристик жидкостей при помощи фототермических измерений. 4. Сравнительные данные о теплофизических параметрах измерения с помощью ТЛС и метода теплового потока, оценка правильности и прецизионности измерения теплофизических характеристик и диапазон значений теплофизических характеристик модельных и коммерчески доступных жидкостей при помощи фототермических измерений. 5. Предложена оценка влияния оптических и дисперсных характеристик НЖ на фототермический сигнал и метрологические характеристики измерений 6. На основе существующих на момент начала проекта и полученных в проекте данных предложен набор стандартных образцов НЖ для контроля точности измерений при помощи фототермической спектроскопии, а также стационарными и нестационарными методами измерения теплопроводности.
-
Научный задел:
Авторы проекта располагают специальными методиками работы в этих системах и обширными коллекциями образцов наночастиц, опытом создания и эксплуатации термолинзовых спектрометров различной конструкции, обширным заделом в области моделирования фотометрических сигналов и теоретического описания протекающих процессов.
- Добавил в систему: Волков Дмитрий Сергеевич
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 2 апреля 2021 г.-15 ноября 2021 г. | Разработка метода термолинзовой спектрометрии для фототермического определения параметров перспективных наножидкостей |
| Результаты этапа: 1) Создан термолинзовый спектрометр с возможностью анализа в потоке на основе существующего прибора для измерения теплофизических характеристик. Оптимизация параметров ТЛС спектрометра для измерения теплофизических характеристик (теплопроводности в диапазоне 0.1–2 Вт/(м·град)). 2) Созданы базовые водные наножидкости (дисперсии наноалмазов) на основе ранее предложенных методик и дисперсных растворов с известными параметрами (полимерные частицы типа латекс и высокодисперсный оксид кремния) для сравнения с наножидкостями других типов и тестов и калибровки теплофизических и фототермических приборов 3) Создан набор калибровочных образцов на основе водных истинных растворов и водных дисперсных растворов с известными параметрами для калибровки и тестов оборудования, включая разрабатываемый фототермический прибор, определены их спектральные и размерные параметры. с использованием методов элементного анализа (ИСП-АЭС), ДСР и измерения электрокинетического потенциала, абсорбционной спектроскопии. 4) Проведен анализ тепловых параметров (теплопроводность, температуропроводность, термооптический коэффициент, температурный коэффициент показателя преломления, коэффициент температурного расширения) модельных и коммерческих наножидкостей в статических условиях. Оценка правильности и прецизионности получаемых значений теплофизических характеристик. Установление температурной зависимости теплофизических и физико-химических параметров. | ||
| 2 | 16 ноября 2021 г.-24 апреля 2023 г. | Разработка метода термолинзовой спектрометрии для фототермического определения параметров перспективных наножидкостей |
| Результаты этапа: За второй год реализации проекта 1) Проведен анализ теплофизических характеристик тепловых параметров (теплопроводность, температуропроводность, термооптический коэффициент, температурный коэффициент показателя преломления, коэффициент температурного расширения) водно-органических сред и полидиметилсилоксанов как базовых сред для наножидкостей и выполнено сравнение данных, полученных при помощи фототермической спектроскопии и метода теплового потока 2) Оценена точность измерений тепловых параметров (теплопроводность, температуропроводность, термооптический коэффициент, температурный коэффициент показателя преломления, коэффициент температурного расширения) модельных и коммерческих наножидкостей в потоке. 3) Проведена оценка влияния оптических (коэффициент поглощения и коэффициент светорассеяния) и дисперсных характеристик НЖ на фототермический сигнал и метрологические характеристики термолинзовых измерений. 4) На основе существующих на момент начала проекта и полученных в проекте данных создан набора образцов НЖ для контроля точности измерений при помощи фототермической спектроскопии, а также стационарными и нестационарными методами измерения теплопроводности. Проведена проверка точности измерений набора образцов НЖ при помощи фототермической спектроскопии, а также стационарными и нестационарными методами измерения теплопроводности. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".