بررسی تجربی ضریب انتقال حرارت جابجایی در نانوسیال کربن – آب، در جریان آشفته

یکی از مهمترین عوامل تاثیرگذار برعملکرد یک سیال در تجهیزات مربوط به انتقال حرارت، ضریب انتقال حرارت سیال می باشد. با توجه به بالاتر بودن ضریب انتقال حرارت رسانشی فلزات نسبت به مایعات، می توان با استفاده از ذرات جامد فلزی، میزان انتقال حرارت را افزایش داد. در گذشته از ذرات فلزی در مقیاس میکرو استفاده میشد که این ذرات پایداری لازم در سوسپانسیون را نداشته و به سرعت تهنشین میشدند و همین امر منجر به گرفتگی، سایش و رسوب گذاری در مسیرهای حرکتی سیال میشد. با توجه به پیشرفتهای اخیر در فناوری نانو، یکی از روشهای جدید برای افزایش انتقال حرارت در مبدلهای حرارتی، استفاده از نانوسیالات می باشد. در این مقاله پارامترهای اصلی تاثیر گذار بر افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی نانو سیال کربن نسبت به سیال پایه آب، ازجمله دبی و غلظت نانو سیال را در محدوده رینولدز 7100 تا 16600 که حالت جریان آشفته درون لوله محسوب میشود، بررسی شده است. به منظور کاهش تعداد آزمایشات، از نرم افزار Design Expert که یک نرم افزار طراحی آزمایش میباشد، استفاده شده است. نتایج به دست آمده بیانگر آن است که افزایش دبی منجر به افزایش ناسلت و ضریب انتقال حرارت جابجایی و کاهش ضریب اصطکاک می شود. همچنین نشان داده شد که در یک دبی ثابت، نانو سیال کربن توانسته است تا % 10/17 ضریب انتقال حرارت جابجایی بیش تری نسبت به سیال پایه (آب) داشته باشد. بهعلاوه در این پژوهش، افت فشار ناشی از تغییرات دبی نیز مورد بررسی واقع شد.

Keywords:

نانوسیال , کربن , جریان آشفته , طراحی آزمایش