14147

مطالعه و بررسي امكان افزايش راندمان مبدلهاي حرارتي با كمك نانوسيالات

1402

دكتر محمدتقي صادقي

دكتر سيد مجتبي حسيني نسب

مقوله نانوفناوري عليرغم نوپا بودن آن توجه بسياري از پژوهشگران ، برنامه ريزان و حتي سياست گزاران كشورهاي پيشرفته و در حال توسعه را به خود جلب كرده است. يكي از زمينه هايي كه اخيرا كاربرد نانو فناوري در آن چشمگير است انتقال حرارت به كمك نانو مواد مي باشد . اغلب سيالات معمول در سيستم هاي گرمايشي و سرمايشي همانند آب، اتيلن گلايكول، پروپيلن گلايكول، روغن موتور، استن، روغن هاي معدني و... در ظرفيت و ويژگي هاي حرارتي داراي محدودي ت هاي ذاتي هستند، كه موانع متعددي را به منظور كاربرد آنها در انتقال حرارت ايجاد مي كند. عل ي رغم تحقيقات و تلاش هاي به عمل آمده در بهبود اين سيستم ها نياز ضروري و آشكار براي توسعه يك راهكار جديد به منظور اصلاح رفتار حرارتي اين سيالات احساس مي شود. با توجه به اينكه جامدات فلزي و اكسيدهاي آنها رسانش بالاتري نسبت به سيالات دارند، بنابراين مي توان انتظار داشت، كه سيالات حاوي ذرات جامد داراي هدايت گرمايي بالاتري باشند.. نانو سيال به عنوان يك كلوئيد مهندسي تركيبي دوفازي است كه از افزودن مقدار بسيار كمي در جز چند درصد حجمي ( كمتر از 5 درصد) انواع متنوعي از نانو ذرات فلزات، اكسيد فلزات، پليمرها ( پل ي نانوسيالات) ، كاربرد شبه فلزها و غيرفلزها با اندازه كمتر از 100 نانومتر به سيالات معمولي انتقال حرارت به دست م ي آيد، كه داراي ضريب هدايت حرارتي بسيار بالايي (عموما افزايش 15 تا 40 درصدي و بيش از آن در موارد خاص) هستند و اين ويژگي توسط تئوري هاي ماكروسكوپيك نيز تخمين زده شده است و مي تواند مبنايي را جهت ابداع و نوآوري در انتقال حرارت پيشرفته ايجاد نما يد. كارايي استفاده از نانو سيالات مختلف ،نوار هاي مارپيچي ، بافل ها در بررسي هاي متفاوتي طي چندين سال صورت گرفته است. بيشتر اين مطالعات كارايي و افزايش راندمان را در ادوات حرارتي مانند مبدل هاي حرارتي را بررسي كرده اند[1-5]. Aldawi] 5 [ نشان دادكه جريان آشفتهي القا شده توسط توربولاتورهاي فنري، حتي در پايين دست توربولاتور نيز باعث افزايش انتقال حرارت ميشود. او رابطهاي را براي محاسبه ي عدد نوسلت، بر اساس عدد پرانتل پيشنهاد كرد. افت فشار در تناسب با طول توربولاتور بود. Kumar و همكاران [6] افزايش انتقال حرارت در جريان آشفته، با استفاده از توربولاتور هاي فنري در لوله 3 عددي را مورد مطالعه قراردادند. در بررسي آنها از فنرهايي با گام هاي 5 و 10 ميليمتر با قطر ثابت 1 ميليمتر و نانو سيال اكسيد مس استفاده شد. نتايج نشان داد كه در عدد رينولدز ثابت،4000 با افزايش گام مارپيچ، كاهش انتقال حرارت را همراه خواهيم داشت به طوري كه در گام 5 ميليمتر و نانو سيال اكسيد مس ميزان عدد ناسلت 63 درصد افزايش يافت.

11/20/2024 12:00:00 AM

84899

1403/09/08

Study and investigation of the possibility of increasing the efficiency of heat exchangers with the help of nanofluids

نانوسيال , مبدل هاي حرارتي , نانوذرات , خواص حرارتي و فيزيكي , هدايت حرارتي

Nanofluids , heat exchangers , nanoparticles , thermal and physical properties , thermal conductivity