THERMOPHYSICAL CHARACTERISTICS OF MODIFIED PARAFFIN WAX WITH NANOMATERIAL

Abstract

ABSTRACT

In modern applications, energy storage and transmission is considered important, and in particular for photovoltaic thermal (PV/T) applications. phase change materials is considered one of the important developments used in these applications because they possess superior thermophysical properties and thus have a high storage of energy capacity within the shape of latent heat. However, Low thermal conductivity is one of the most important problems facing the widespread use of these materials. In this work, Nano titanium oxide (TiO2) and Nano Iron (III) oxide (Fe2O3) are added to the paraffin wax to evaluate the thermophysical changes occur in the wax. Therefore, the most appropriate materials to be used in (PV/T) applications can be determined. Four samples were prepared for each type of nanoparticle used with percentage mass ratio (0.5, 1, 2, and 3) and one sample was prepared for pure paraffin. The results showed that adding any percentage of Nano Tio2 and Nano Fe2O3 increases its viscosity and density. The density of the wax increases when adding TiO2, Fe2O3 nanoparticles, since adding of 3% Nano- TiO2, Fe2O3 the density of the wax increases by 5.5% and 5.9% respectively. The thermal conductivity is improved when add Nano- TiO2 to 40%, 75.5%, 87%, and 96.35% for 0.5, 1, 2, 3 mass fractions added, respectively. And improved when Nano- Fe2O3 adds to 30 %, 60.5%, 77% and 86.3% for same mass fractions added. In addition, adding (Nano - TiO2) and (Nano- Fe2O3) to paraffin wax reduces its thermal decomposition, which improves thermal stability.

ÖZET

Modern uygulamalarda, enerji depolama ve iletimi, özellikle fotovoltaik termal (PV/T) uygulamaları için önemli kabul edilmektedir. Faz değiştiren malzemeler, üstün termofiziksel özelliklere sahip oldukları ve dolayısıyla gizli ısı şeklinde yüksek bir enerji depolama kapasitesine sahip oldukları için bu uygulamalarda kullanılan önemli gelişmelerden biri olarak kabul edilmektedir. Ancak düşük ısıl iletkenlik, bu malzemelerin yaygın olarak kullanılmasının karşı karşıya olduğu en önemli sorunlardan biridir. Bu çalışmada, vaksda meydana gelen termofiziksel değişiklikleri değerlendirmek için parafine Nano titanyum oksit (TiO2) ve Nano Demir (III) oksit (Fe2O3) eklenir. Böylece (PV/T) uygulamalarında kullanılacak en uygun malzemelerin belirlenmesi ön görülmektedir. Kullanılan her nanoparçacık türü için yüzde kütle oranı (0,5, 1, 2 ve 3) ile dört numune ve saf parafin için bir numune hazırlanmıştır. Sonuçlar, Nano Tio2 ve Nano Fe2O3'ün herhangi bir yüzdesinin eklenmesinin viskozitesini ve yoğunluğunu arttırdığını göstermiştir. TiO2, Fe2O3 nanoparçacıkları eklenirken vaksın yoğunluğu artmıştır, %3 Nano-TiO2, Fe2O3 eklendiğinden vaksın yoğunluğu sırasıyla %5,5 ve %5,9 artmıştır. Nano-TiO2 eklendiğinde sırasıyla 0,5, 1, 2, 3 kütle fraksiyonları için %40, %75.5, %87 ve %96.35 eklendiğinde termal iletkenlik artmıştır. Aynı kütle fraksiyonları için Nano-Fe2O3 eklendiğinde %30, %60,5, %77 ve %86,3 eklendiğinde iyileşmiştir. Ek olarak, parafin mumuna (Nano - TiO2) ve (Nano- Fe2O3) eklenmesi, ısıl bozunmasını azaltarak ısıl kararlılığı arttırmıştır.