Properties of water-based heat transfer fluids under extreme conditions
Project goals
Water-based heat transfer fluids are important in many applications including, e.g., engine cooling, electronics cooling, or secondary cooling circuits in large refrigeration facilities. Water and its mixtures with alcohols or salts, representing typical heat transfer fluids, exhibit anomalies which are subject of intensive research from the point of view of fundamental physics of fluids. The proposed project aims at detailed investigation of properties for selected mixtures under conditions of metastable supercooled liquid and/or at very high pressures. Two unique in-house developed experimental apparatuses will be used for highly accurate measurements of density and surface tension. Molecular simulations using polarizable force fields will be performed to extend the ranges of studied conditions. Equations of state based on theoretical arguments and empirical correlations suitable for engineering applications will be developed. The findings will be relevant also to other processes in technology and nature, e.g., for modeling secondary aerosol formation in the atmosphere.
Keywords
heat transfer fluidliquid coolantwateralcoholbrinethermophysical propertiessurface tensiondensitysupercooled liquidmetastable stateequation of stateexperimentthermodynamic modelmolecular simulation
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 23 (SGA0201900001)
Main participants
Univerzita Jana Evangelisty Purkyně v Ústí nad Labem / Přírodovědecká fakulta
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
19-05696S
Alternative language
Project name in Czech
Vlastnosti teplosměnných tekutin na bázi vody při extrémních podmínkách
Annotation in Czech
Teplosměnné tekutiny na bázi vody jsou důležité v mnoha aplikacích, jako je například chlazení motoru, chlazení elektroniky či v sekundárních okruzích velkých chladicích zařízení. Voda a její směsi s alkoholy nebo solemi, což jsou typické teplosměnné tekutiny, vykazují řadu anomálií, které jsou předmětem intenzivního výzkumu z hlediska základní fyziky tekutin. Navržený projekt se proto zaměřuje na podrobný výzkum vlastností vybraných tekutin v podmínkách metastabilní podchlazené kapaliny a/nebo při velmi vysokých tlacích. Dvě unikátní experimentální zařízení vlastní konstrukce budou využita k velmi přesnému měření hustoty a povrchového napětí. Molekulární simulace pro polarizovatelné mezimolekulární potenciály rozšíří rozsahy studovaných podmínek. Budou vyvinuty stavové rovnice založené na teoretických argumentech a empirické korelace vhodné pro využití v inženýrství. Dosažené poznatky budou relevantní i pro jiné technické a přírodní obory, např. pro modelování vzniku sekundárního aerosolu v atmosféře.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
The project focused on the identification of thermophysical properties of water-based heat transfer fluids under extreme conditions. For this purpose, a number of experiments were carried out and coupled with computer simulations. As the main result, seven peer-reviewed papers were published of which all belong to Q1-Q2 quartiles according to the IF. The aims can be considered fulfilled.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2019
Realization period - end
Dec 31, 2021
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 30, 2021
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP22-GA0-GA-U
Data delivery date
Jun 29, 2022
Finance
Total approved costs
6,415 thou. CZK
Public financial support
5,967 thou. CZK
Other public sources
439 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
6 415 CZK thou.
Public support
5 967 CZK thou.
0%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Thermodynamics
Solution period
01. 01. 2019 - 31. 12. 2021