МОДИФИКАЦИЯЛАНҒАН АНТИФРИЗДЕРДІҢ ЖЫЛУФИЗИКАЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІНЕ НАНОБӨЛШЕКТЕРДІҢ ӘСЕРІ – ШОЛУ

Мақалада жылуэнергетикалық және инженерлік жүйелерде қолданылатын этиленгликоль, пропиленгликоль және глицерин негізіндегі антифриздер мен нанофлюидтердің жылуфизикалық қасиеттеріне арналған заманауи ғылыми жарияланымдарға ғылыми-зерттеу шолу ұсынылған. Төмен температуралы жылутасымалдағыштардың негізгі түрлері, олардың жұмыс істеу температуралық диапазондары, сондай-ақ күрт континенттік климаттық жағдайлары тән аймақтарда пайдалану кезінде қойылатын негізгі талаптар қарастырылған.
Металл оксидтерінің және көміртекті наноқұрылымдардың (Al₂O₃, CuO, TiO₂, SiO₂, ZnO, CNT, графен) нанобөлшектерін қосудың гликольді жылутасымалдағыштардың жылуөткізгіштігіне, тұтқырлығына, тығыздығына және меншікті жылу сыйымдылығына әсерін талдауға ерекше назар аударылған. Нанобөлшектерді енгізу жылуөткізгіштік коэффициентін және жылуалмасу қарқындылығын едәуір арттыруға мүмкіндік беретіні көрсетілген, алайда бұл тұтқырлықтың өсуімен қатар жүреді, өз кезегінде гидравликалық шығындардың және жылутасымалдағышты айналдыруға кететін энергия шығынының артуына әкелуі мүмкін.
Жұмыс аясында 2020–2025 жылдар аралығындағы ғылыми жарияланымдарға библиометриялық талдау жүргізіліп, аталған зерттеу бағытын белсенді дамытып отырған жетекші елдер мен ғылыми орталықтар анықталды. Алынған нәтижелер наномодификацияланған антифриздерді жылутехникалық жүйелердің энергия тиімділігін арттыру мақсатында қолданудың перспективалы екенін растайды және оларды тәжірибеде пайдалану кезінде наноқоспалардың құрамын және концентрациясын оңтайлы таңдаудың маңыздылығын көрсетеді.

1. Изучение физических свойств антифризов / А.Н. Кувшинов и др. // E-Scio. – 2021. – № 3(54). – С. 195-202.

2. Этиленгликоль или пропиленгликоль: сравнение теплоносителей // HOT STREAM URL: https://hstream.ru/ (дата обращения: 25.10.2025).

3. Сравнительный анализ пропиленгликолевых и этиленгликолевых теплоносителей // Savia https://euroglykol.ru/ (дата обращения: 25.10.2025).

4. Pereira J.E. The pressing need for green nanofluids: A review / J.E. Pereira, A.S. Moita, A.L.N. Moreira // Journal of Environmental Chemical Engineering. – 2022. – Vol. 10, Issue 3, https://doi.org/10.1016/j.jece.2022.107940.

5. Enhancing thermal conductivity of fluids with nanoparticles / S.U.S. Choi et al. // ASMEPublications-Fed. – 1995. – № 231. – P. 99-106.

6. Experimental study of heat exchange and hydrodynamics at the laminar flow of nanocoolant based on propylene glycol and Al2O3 nanoparticles / O.Ya. Khlieva et al // International Conference «Energy of Moldova – 2016. Regional aspects of development» 29 September – 01 October, 2016 – Chisinau, Republic of Moldova. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.91780.

7. Дудинских С.В. Применение наножидкостей в системе отопления / С.В. Дудинских, Е.О. Шеремет // Международная научно-техническая конференция молодых ученых БГТУ им. ВГ Шухова. – 2019. – С. 751-757.

8. Progress and challenges in nanofluids research / S.S.J. Krishnan et al // Nanofluid Applications for Advanced Thermal Solutions. – 2023. – P. 327-348. https://doi.org/10.1016/B978-0-443-15239-9.00012-6.

9. Comprehensive study on nanofluid and ionanofluid for heat transfer enhancement: A review on current and future perspective / B. Bakthavatchalam et al // Journal of Molecular Liquids. – 2020. – Vol. 305. – Article 112787. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.112787.

10. Ajith K. Nanofluids for heat transfer augmentation / K. Ajith, A. Brusly Solomon, M. Sharifpur // Materials for Advanced Heat Transfer Systems. – Woodhead Publishing Series in Energy. – 2023. – P. 1-38. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-90498-8.00004-X.

11. Moshfeghi R. An analytical and statistical review of selected researches in the field of estimation of rheological behavior of nanofluids / R. Moshfeghi, D. Toghraie // Powder Technology. – 2022. – Vol. 398. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2021.117076.

12. Das S.K. Heat transfer in nanofluidsa review / S.K. Das, S.U.S. Choi, H.E. Patel // Heat Transfer Engineering. – 2006. – Vol. 27, № 10. – P. 3-19. https://doi.org/10.1080/01457630600904593.

13. Кудинов А.А. Анализ возможности применения наножидкости в качестве теплоносителя для повышения эффективности систем теплоснабжения / А.А. Кудинов, С.К. Зиганшина // Энергосбережение в котельных установках ТЭС и систем теплоснабжения. – Москва: ИНФРАМ, 2016.

14. Харисов И.Д. Применение нанотехнологий для интенсификации теплообмена / И.Д. Харисов, К.В. Осинцев // Энерго-и ресурсосбережение в теплоэнергетике и социальной сфере: материалы Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов, ученых. –2013. – Т. 1, № 1. – С. 290-294.

15. Sekrani, G. Ethylene- and Propylene-Glycol Based Nanofluids: A Literature Review on Their Thermophysical Properties and Thermal Performances / G. Sekrani, S. Poncet // Applied Sciences. – 2018. – Vol. 8, № 11. – Art. 2311. https://doi.org/10.3390/app8112311.

16. Progress and challenges in nanofluids research / S.S.J. Krishnan et al // Nanofluid Applications for Advanced Thermal Solutions. – Elsevier, 2023. – P. 327-348. https://doi.org/10.1016/B978-0-443-15239-9.00012-6.

17. Nanomaterial-engineered fluids in cooling Systems: From preparation to performance–A comprehensive review / F.S. Mirsafi et al // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2025. https://doi.org/10.1016/j.rser.2025.116309.

18. Wang X.Q. A review on nanofluids – Part I: Theoretical and numerical investigations / X.Q. Wang, A.S. Mujumdar // Brazilian Journal of Chemical Engineering. – 2008. – Vol. 25, № 4. – P. 613-630. https://doi.org/10.1590/S0104-66322008000400001.

19. Improvement of thermal performance through nanofluids in industrial applications: a review on technical aspects / D.D. Mohite et al // Materials Today: Proceedings. – 2024. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-90498-8.00004-X.

20. Suganthi K.S. Metal oxide nanofluids: Review of formulation, thermo-physical properties, mechanisms, and heat transfer performance / K.S. Suganthi, K.S. Rajan // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2017. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.03.043.

21. Rani C.V. Enhancement of thermal properties of fluids with dispersion of various types of hybrid/nanoparticles / C.V. Rani, P. Kumar // Journal of Physics: Conference Series. – 2021. – Vol. 1817. – № 1. – Art. 012023. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1817/1/012023.

22. Nanofluids as a coolant for polymer electrolyte membrane fuel cells: Recent trends, challenges, and future perspectives / D. K. Madheswaran et al // Journal of Cleaner Production. – 2023. – Vol. 424. – Article 138763. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.138763.

23. Anomalous thermal conductivity enhancement in nanotube suspensions / S.U.S. Choi et al // Applied Physics Letters. – 2001. – Vol. 79. – P. 2252-2254.

24. Shimchuk N.A. Influence of various factors on the thermal conductivity of nanofluids / N.A. Shimchuk, V.Z. Geller // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2014. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.31386.

25. Enhancement of thermal conductivity with carbon nanotube for nanofluids / M.S. Liu et al // International Communications in Heat and Mass Transfer. – 2005. https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2005.05.005.

26. Канцерев П.Н. Наножидкости в холодильной технике / П.Н. Канцерев, В.А. Винокуров // Успехи современной науки. – 2019. – № 2. – С. 13-17.

27. Гирфанова В.В. Анализ возможности применения наножидкости в качестве теплоносителя для повышения эффективности систем теплоснабжения / В.В. Гирфанова, В.И. Велькин // Энерго- и ресурсосбережение. Энергообеспечение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. – Екатеринбург, 2017. – С. 136-141.

28. Исследования по созданию наножидкостей для энергетики / Б.И. Бондаренко и др. // Экология и промышленность. – 2013. – № 3. – С. 51-55.

29. Nano-coolants for thermal enhancement in heat exchangers: A review of prospects, challenges and applications / A.N. Bello et al // Next Nanotechnology. – 2025. – https://doi.org/10.1016/j.nxnano.2025.100214.

30. Макеев А.Н. Проблемы и перспективы использования наножидкостей в теплоэнергетике / А.Н. Макеев, Я.А. Кирюхин // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. – 2022. – № 49(3). – Р. 24-31. https://doi.org/10.21822/2073-6185-2022-49-3-24-31.

31. Морозова М.А. Теплопроводность и вязкость наножидкостей: дис. канд. техн. наук. – Новосибирск, 2019. – 180 с. – Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН.

32. Экспериментальные и расчетные исследования процессов теплообмена при использовании наножидкостей / Е.Н. Слободина и др. // Известия Транссиба. – 2024. – № 2(58). – С. 100-108.

33. Review and comparison of nanofluid thermal conductivity and heat transfer enhancements / W. Yu et al // Heat Transfer Engineering. – 2008. – Vol. 29, № 5. – P. 432-460. https://doi.org/10.1080/01457630701850851.

34. Сулейманов Б.А. Влияние агрегации наночастиц на теплопроводность нанофлюидов / Б.А. Сулейманов, Х.Ф. Аббасов // Журнал физической химии. – 2016. – Т. 90, № 2. – С. 240- 248.

35. Gülüm M. Nanofluids for automotive radiators: Thermophysical properties, opportunities, challenges, and research trends / M. Gülüm, A. Çakmak, S. Osman // Journal of Petroleum Processing and Petrochemicals. – 2025. https://doi.org/10.1016/j.jppr.2025.08.002.

36. Experimental investigation of thermophysical properties of ethylene glycol based secondary fluids // International Journal of Refrigeration. – 2023. – Vol. 155. – P. 137-153. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2023.08.008.

37. Ignatowicz M. Experimental investigation of thermophysical properties of propylene glycol based secondary fluids for ground source heat pumps and indirect refrigeration systems / M. Ignatowicz, B. Palm // International Journal of Refrigeration. – 2024. – Vol. 163. – P. 1-16. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2024.04.009.

38. Next Nanotechnology. Nano-coolants for thermal enhancement in heat exchangers: A review // Next Nanotechnology. – 2025. https://doi.org/10.1016/j.nxnano.2025.100214.

39. Mutuku W.N. Ethylene glycol (EG)-based nanofluids as a coolant for automotive radiator / W.N. Mutuku // Asia-Pacific Journal of Computational Engineering. – 2016. – Vol. 3, Article 1. https://doi.org/10.1186/s40540-016-0021-5.

40. Thermal conductivity and viscosity measurements of ethylene glycol-based Al₂O₃ nanofluids / M.J. Pastoriza-Gallego et al // Discover Nano. – 2011. – Vol. 6, Article 221. https://doi.org/10.1186/1556-276X-6-221.

41. Satti J.R. Measurements of densities of propylene glycol-based nanofluids and comparison with theory / J.R. Satti, D.K. Das, D.R. Ray // Journal of Thermal Science and Engineering Applications. – 2016. https://doi.org/10.1115/1.4032671.

42. Zhang L. Heat transfer characteristics of Cu-based nanofluids in wavy-wall heat exchangers / L. Zhang, J. Sun, P. Qu // Journal of Environmental Chemical Engineering. – 2024. https://doi.org/10.1016/j.jece.2024.112738.

43. Mahbubul I.M. Latest developments on the viscosity of nanofluids / I.M. Mahbubul, R. Saidur, M.A. Amalina // International Journal of Heat and Mass Transfer. – 2012. – Vol. 55, № 4. – P. 874- 885. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2011.10.021.

44. Rudyak V.Y. Thermophysical Properties of Nanofluids / V.Y. Rudyak, A.V Minakov // The European physical journal E. – 2018. https://doi.org/10.1140/epje/i2018-11616-9.

45. Ignatowicz M. Experimental investigation of thermophysical properties of propylene glycol based secondary fluids for ground source heat pumps and indirect refrigeration systems / M. Ignatowicz, B. Palm // International Journal of Refrigeration. – 2024. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2024.11.008.

46. Ignatowicz M. Experimental investigation of thermophysical properties of ethylene glycol based secondary fluidsÉtude expérimentale des propriétés thermophysiques des fluides secondaires à base d'éthylène glycol / M. Ignatowicz, B. Palm // International Journal of Refrigeration. – 2024. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2023.08.008.

47. Экспериментальное исследование теплофизических свойств нанотеплоносителей на основе растворов пропиленгликоль/вода / В.П. Железный и др. // Вестник НТУ «ХПИ», Харьков.

48. Құсаин А.К. Исследование теплофизических свойств наножидкости Al₂O₃ на основе смеси этиленгликоля и воды (40:60) для геотермального применения / А.К. Құсаин, А.Б. Касымов // Вестник Университета Шакарима. Серия технические науки. – 2025. – № 2(18). – С. 421-426. https://doi.org/10.53360/2788-7995-2025-2(18)-52.

49. Thermophysical properties of TiO₂-based mono and hybrid nanofluids / А. Kasymov et al // International Journal of Thermophysics. – 2025. https://doi.org/10.1007/s10765-025-03672-9.

50. СОФТСАЛАТ: QGIS версия 3.44.7. – URL: https://www.softsalad.ru/software/znaniya/geografiya/qgis (дата обращения 20.12.25)