Nanofluidos de grafeno: Estudo do comportamento da viscosidade em função da temperatura e da fração volúmica

Soares, Fátima Raquel Pinto

Publication

Nanofluidos de grafeno: Estudo do comportamento da viscosidade em função da temperatura e da fração volúmica

2022Master thesis

dc.contributor.advisor	Ramos, Gina Maria Oliveira Vilão de
dc.contributor.author	Soares, Fátima Raquel Pinto
dc.date.accessioned	2022-11-21T15:49:23Z
dc.date.embargo	2025-07-27
dc.date.issued	2022
dc.description.abstract	Os nanofluidos de grafeno têm vindo a ser alvo de estudo, uma vez que apresentam diversas propriedades que os tornam aplicáveis em diversas áreas. Foi realizado, inicialmente, uma pesquisa bibliográfica relativa aos nanofluidos pretendidos, ao seu vasto campo de possibilidades de aplicação e, em particular, às aplicações na área da medicina, de particular interesse no contexto do Mestrado em Engenharia Biomédica. Neste trabalho, estudaram-se os nanofluidos de 0.1% de fração volúmica de grafeno em vários fluidos base, como água destilada, soro fisiológico, glicerina e etilenoglicol. Estudaram-se, também, nanofluidos com uma fração volúmica de 0.1%, 0.2%, 0.3%, 0.5% e 0.75% de grafeno em etilenoglicol. Estes nanofluidos foram submetidos a ultrassons para homogeneizar. Fez-se um estudo prévio sobre o tempo ideal ao qual as amostras deveriam estar submetidas aos ultrassons, recorrendo para tal à espectroscopia ótica. Estudou-se a estabilidade do nanofluido utilizando o método de observação por sedimentação, espectroscopia ótica e pH. Foi, também, feito o estudo da viscosidade cinemática e dinâmica em função da temperatura, para as temperaturas de 20, 30, 40, 50, e 60 ºC. Foram determinadas as massas volúmicas destes nanofluidos para a mesma gama de temperaturas. Foi ainda estudada a condutividade elétrica para a amostra de nanofluido de 0.1% de fração volúmica de grafeno em soro fisiológico em função da temperatura. Relativamente à viscosidade dinâmica e cinemática verificou-se que estas diminuem com o aumento da temperatura e aumentam com o aumento da concentração de nanopartículas de grafeno no fluido base. Do mesmo modo, verificou-se que a massa volúmica diminui com o aumento da temperatura. Por fim, verificou-se que a condutividade elétrica teve um aumento exponencial com o aumento da temperatura. Finalizando, compararam-se os valores experimentais da viscosidade obtidos em função da fração volúmica das nanopartículas com vários modelos teóricos, como o modelo de Einstein, Brinkman, Wang, Batchelor, De Bruijin, Vand e Maiga. Verificando-se que os modelos que mais se aproximam dos valores experimentais são os modelos de Batchelor e Vand.	pt_PT
dc.description.abstract	Graphene nanofluids have come to be the targets of study, since they exhibit several properties that make them applicable in several areas. Initially, a bibliographical search was conducted on the aimed nanofluids, their vast field of application possibilities and, particularly, applications in the area of medicine, of interest in the context of the master's degree in Biomedical Engineering. In this work, graphene nanofluids with 0.1% volume fraction were studied in various base fluids, such as distilled water, saline solution, glycerine, and ethylene glycol. Furthermore, nanofluids of 0.1%, 0.2%, 0.3%, 0.5% and 0.75% graphene in ethylene glycol were also studied. These nanofluids were subjected to ultrasounds to homogenize. A prior study was conducted on the ideal time to which the samples should be subjected to the ultrasounds, resorting to optical spectroscopy to do so. In order to study the nanofluids’ stability, the methods of observation by sedimentation, optical spectroscopy and pH were used. A study was also done on kinematic and dynamic viscosity as a function of temperature, for the temperature of 20, 30, 40, 50, and 60 ºC. The density of these nanofluids was determined for this same range of temperatures. In addition to that, the electrical conductivity for the 0.1% volume fraction of graphene in saline solution sample was also studied in function of the temperature. Regarding the dynamic and kinematic viscosity, it was observed that they decrease with the increase in temperature and increase with increasing concentration of nanoparticles in the base fluid. Similarly, it was found that the density decreases with the increase in temperature. Finally, it could be observed that the electrical conductivity had an exponential increase with the increase in temperature. In the end, the experimental results of viscosity obtained in function of the volume fraction of the nanoparticles were compared with several theoretical models, such as the Einstein, Brinkman, Wang, Batchelor, De Bruijin, Vand and Maiga model. Being the ones that better fit the experimental values, the Batchelor and Vand model.	pt_PT
dc.identifier.tid	203086597	pt_PT
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/10400.22/21042
dc.language.iso	por	pt_PT
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/	pt_PT
dc.subject	Nanofluido	pt_PT
dc.subject	Grafeno	pt_PT
dc.subject	Água Destilada	pt_PT
dc.subject	Soro Fisiológico	pt_PT
dc.subject	Glicerina	pt_PT
dc.subject	Etilenoglicol	pt_PT
dc.subject	Espectroscopia Ótica	pt_PT
dc.subject	Estabilidade	pt_PT
dc.subject	pH	pt_PT
dc.subject	Condutividade Elétrica	pt_PT
dc.subject	Viscosidade e Densidade	pt_PT
dc.subject	Nanofluid	pt_PT
dc.subject	Graphene	pt_PT
dc.subject	Distilled Water	pt_PT
dc.subject	Saline Solution	pt_PT
dc.subject	Glycerine	pt_PT
dc.subject	Ethylene Glycol	pt_PT
dc.subject	Optical Spectroscopy	pt_PT
dc.subject	Stability	pt_PT
dc.subject	Electrical Conductivity	pt_PT
dc.subject	Viscosity and Density	pt_PT
dc.title	Nanofluidos de grafeno: Estudo do comportamento da viscosidade em função da temperatura e da fração volúmica	pt_PT
dc.type	master thesis
dspace.entity.type	Publication
rcaap.rights	embargoedAccess	pt_PT
rcaap.type	masterThesis	pt_PT
thesis.degree.name	Mestrado em Engenharia Biomédica	pt_PT