تاثیر نانوسیال آب - اکسید گرافن بر عملکرد خواص انتقال حرارتی و گرمایشی مبدل حرارتی با استفاده از داده‏های تجربی و ریاضی

نویسندگان

1 گروه مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک، اراک، ایران

2 گروه مکانیک، واحد اسدآباد، دانشگاه آزاد اسلامی، اسدآباد، ایران

3 3- گروه برق دانشکده مهندسی دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

doi
چکیده

در این مقاله، مشخصه جریان آشفته نانوسیالات آب-اکسید گرافن به طور کامل بررسی شده است. همچنین، اثرات برخی از پارامترهای مهم مانند غلظت نانوذرات اکسید گرافن و عدد رینولدز بر سرعت انتقال حرارت ارائه می‌شود. محدوده غلظت نانوسیال از صفر تا یک درصد وزنی نانوذرات اکسید گرافن در نظر گرفته شده است و در یک مبدل حرارتی دو لوله‏ای جریان مخالف در شرایط جریان آشفته که عدد رینولدز بین 80000 تا 180000 انتخاب می‏شود؛ موضوع تاثیر نانوکاتالیست اکسید گرافن در میزان انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می­دهد گرانروی نانوسیال نسبت به سیال پایه (آب) حداکثر 23 درصد افزایش یافته است. همچنین، افزایش 25/4 درصدی هدایت حرارتی در نانوسیال حاضر در مقایسه با حداقل مقدار آن برای آب وجود دارد. با در نظر گرفتن داده‏ های به دست آمده از این مطالعه، عدد ناسلت، ضریب انتقال حرارت هدایتی، ضریب اصطکاک و ضریب عملکرد حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور اعتبارسنجی داده‏ها، نتایج این مطالعه با مطالعات قبلی و داده‏های آزمایشگاهی مقایسه شده است. حداکثر، نانوسیال دارای 23 درصد افزایش در ضریب اصطکاک، 69/7 درصد افزایش در ضریب انتقال حرارت هدایتی، 37 درصد رشد در عدد ناسلت در مقایسه با سیال پایه است. با این حال، ضریب عملکرد حرارتی حداکثر 1/85 افزایش می‏یابد. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده، می‌توان از نانوسیال حاضر در مبدل‌های حرارتی استفاده کرد.