Thermal conduction in nanofluids

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Seit ca. vier Jahren ist bekannt, dass die Wärmeleitfähigkeit von Suspensionen, bei welchen der charakteristische Durchmesser der suspendierten Partikel im Bereich 10 bis 100 nm liegt, signifikant höher als jene der reinen Trägerfluide ist. Dieses wurde von drei Arbeitsgruppen unabhängig voneinander experimentell belegt. Aus den bisher bekannten Daten ist weder der jeweilige Einfluss der einstellbaren Versuchsparameter noch ein Erklärungsansatz der zugrundeliegenden physikalischen Mechanismen erkennbar. Somit ist es das Ziel dieses Vorhabens, durch systematische Variation der Einflussparameter Partikelgröße, Partikelmaterial, Partikelform, Partikelkonzentration, Trägerflüssigkeit und Temperatur eine Datenbasis zu schaffen, die zum einen die Prüfung von Hypothesen zur Erklärung der Mechanismen erlaubt und zum anderen den Aufbau empirischer vorläufiger Korrelationen ermöglicht. Die experimentellen Arbeiten zur simultanen Messung der Wärmeleitfähigkeit und der Temperaturleitfähigkeit des sogenannten Nanofluids sollen mit der Temperaturschwingungsmethode durchgeführt und durch molekulare Computersimulationen ergänzt werden. Die weiterführende physikalische Modellbildung sowie erste Untersuchungen zur möglichen Verbesserung des konvektiven Wärmeübergangs sind für das 3. und 4. Jahr des Vorhabens geplant.