تاثیر نانو ذرات فلزی برروی انتقال حرارت سیالات در مبدل های حرارتی

در پژوهش حاضر، به بررسی عددی تبادل حرارت برروی سیال پایه و نانو سیال Al2O3 با غلظت های حجمی مختلف در مبدل دو لوله دایره ای و سینوسی پرداخته شده است که نانو سیال به عنوان جریان سیال خنک کننده در لوله داخلی و جریان آب خالص داغ در لوله خارجی در نظر گرفته شده است. برای شبیه سازی انتقال حرارت نانا سیالات با غلظت های دو در صد و سه در صد از دو مدل تک فازی و دو فازی - VOF- به کمک روش k-ε نرم افزار ANSYS FLUENT 15.0 استفاده شده است. مطالعه بر روی نرخ جریان های عبوری از لوله داخلی برای 10 و نه و هشت و شش و چهار و دو و یک (لیتر در دقیقه) و نرخ جریان ثابت عبوری از لوله خارجی برابر 3.5 (لیتر در دقیقه) صورت گرفت که نتایج به دست آمده از روش دو فازی - واف و روش تک فازی در مبدل دو لوله - دایره ای با نتایج مقاله 2٬013 Rohit S. Khedkar و همکاران مورد راستی آزمایی قرار گرفت که نتایج از دقت خوبی برخوردار بود. نتایج به دست آمده بیانگر افزایش ضریب انتقال حرارت کلی و عدد ناسلت و تنش سطحی نانو سیالات نسبت به سیال پایه و افزایش اندک افت فشار نانو سیالات نسبت به سیال پایه بود که نتایج روش دو فازی - واف بسیار نزدیک تر به نتایج آزمایشگاهی بود. سپس تمامی آزمایشات برای مبدل دو لوله با لوله داخلی سینوسی تکرار شد و مشخص شد که لوله سینوسی نسبت به لوله دایره ای، ضریب انتقال حرارت کلی را افزایش می دهد ولی تاثیر تغییر هندسه از تاثیر تغییر سیال عامل (از سیال پایه به نانو سیال) کمتر است ولی اگر تعبیر هندسه به همراه تغییر سیال عامل (از سیال پایه به نانو سیال) صورت پذیرد ضریب انتقال حرارت کلی را افزایش چشمگیری خواهد داد.

Keywords:

نانو سیال , مبدل حرارتی دو لوله , روش دو فازی , انتقال حرارت