مطالعه آزمایشگاهی تاثیرات نانوسیال نانو لوله کربنی چند دیواره- آب بر انتقال حرارت مبدل حرارتی دو لوله‌ای با پوسته غیر فلزی

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد

2 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه ازاد نجف اباد

چکیده

در این پژوهش تاثیرات افزودن نانو لوله‌های کربنی چند دیواره با قطر 15-5 نانومتر معلق در آب با درصد وزنی (25/0-04/0) بر ضریب انتقال حرارت بررسی شده است. این کار توسط یک مبدل حرارتی دولوله‌ای با پوسته غیر فلزیPVDF در حالت جریان غیر همسو انجام شده و به این منظور ابتدا ویسکوزیته و ضریب هدایت حرارتی نانوسیال در دما های (°C35 و °C50) به صورت آزمایشگاهی تعیین شد. با افزایش دما، غلظت و سرعت جریان نانو سیال، مشخصه‌های انتقال حرارت مبدل حرارتی بهبود می‌یابد. نتایج به دست آمده بیانگر آن است که با استفاده از این نانوسیال می‌توان ضریب انتقال حرارت را تا 75% افزایش داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]Choi., S.U.S., "Enhancing Thermal Conductivity of Fluids with Nanoparticles, Developments and Applications of Non-Newtonian Flows",Vol. 231, No. 66, pp. 99-105, (1995).

 

 [2] Masuda, H., Ebata, A., Teramae, K., and Hishinuma, N., "Alteration of Thermal Conductivity and Viscosity of Liquid by Dispersing Ultra-fine Particles (Dispersion of γ-Al2O3, SiO2,and TiO2 Ultra-fine Particles", Netsu Bussei (Japan), Vol. 4, No. 4, pp. 227-233, )1993(.

 [3] Wang, X., Choi, S. U. S., and Xu, X., "Thermal Conductivity of Nano Particle Fluid Mixture", Journal of Thermophysics and Heat Transfer, Vol. 13, pp. 474-480,) 1999(.

 

]4[ نوید بزرگان، فرشاد پناهی زاده، نریمان بزرگان، "بررسی کاربرد نانو سیالات اتیلن گلیکول- اکسید آلومنیوم به عنوان سیال خنک کننده در مبدل حرارتی دو لوله‌ای"، مجله علمی پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس، دانشگاه تربیت مدرس، دوره 11، شماره 3، ص 75-84، (1390).

 

[5] Amrollahi, A., Rashidi, A.M., Lotfi, R., Emami Meibodi, M., and Kashefi, K., "Convection Heat Transfer of Functionalized MWNT in Aqueous Fluids in Laminar and Turbulent Flow at the Entrance Region", International Communications in Heat and Mass Transfer, Vol.  37, pp. 717-723 (2010).

 

[6] Talaei, Z., Mahjoub, A. R., Rashidi, A.M., Amrollahi, A., and Emami Meibodi, M., "The Effect of Functionalized Group Concentration on the Stability and Thermal Conductivity of Carbon Nanotube Fluid as Heat Transfer Media", International Communications in Heat and Mass Transfer, Vol. 34, pp. 513, (2011).

 

[7] Esfe, M.H., Saedodin, S., Mahian, O., and Wongwises, S., "Thermophysical Properties, Heat Transfer and Pressure Drop of COOH-functionalized Multi Walled Carbon Nanotubes/water Nanofluids", International Communications in Heat and Mass Transfer, Vol. 58, pp. 176–183, (2014).

 

 [8] Xie, H., Lee, W., Youn, M., and Choi, "Nanofluids Containing Multi Walled Carbon Nanotubes and their Enhanced Thermal Conductivities", Journal of Applied Physics, Vol. 94, pp. 4967-4971, (2003).

 

[9] Ding, Y., Alias, H., Wen, D., and Williams, R. A., "HeatTransferofAqueousSuspensionsofCarbonNanotubes (CNTNanofluids)", InternationalJournalofHeatandMassTransfer, Vol. 49, pp. 240 -250, (2006).

 

]10[ ابراهیم حسینی پور، سعید زینالی هریس، مهدی شنبدی، "بررسی تجربی ضریب انتقال حرارت و افت فشار نانوسیال نانولوله کربن- آب تحت بار حرارتی ثابت"، مجله مهندسی مکانیک مدرس، دوره 14، شماره، (1393).

 

[11] Lotfi, R., Rashidi, A.M., and Amrollahi, A., "Experimental Study on the Heat Transfer Enhancement of MWNT Water Nanofluid in a Shell and Tube Heat Exchanger", International Communications in Heat and Mass Transfer, Vol. 39, pp. 108–111, (2012).

 

]12[ محمدپور جعفرقلی، قنبرعلی شیخ زاده، "مطالعه عددی جریان آشفته نانو سیالات حاوی نانو لوله کربنی در یک مبدل حرارتی دولوله ای با جریان مخالف"، دانشگاه کاشان، (1381).

 

[13] Joen, C., Park, Y., Wang, Q., Sommers, A., Han, X., and Jacobi, A., "A Review on Polymer Heat Exchangers for HVAC&R Applications", International Journal of Refrigeration, Vol.  32, pp. 763-779, (2009).

 

[14] Shokouhmand, H., and Sangtarash, F., "The Effect of Flexible Tube Vibration on Pressure Drop and Heat Transfer in Heat Exchangers Considering Viscous Dissipation Effects", Heat Mass Transfer, 10.1007/s00231-008-0388-2, (2008).

 [15] Aghayari, R., Maddah, H., Zarei, M., Dehghani, M., and Ghanbari Kaskari Mahalle, S., "Heat Transfer of Nanofluid in a Double Pipe Heat Exchanger", Hindawi Publishing Corporation, International Scholarly Research Notices, Article ID 736424, (2014).

 

[16] Chavda, N.K., Patel, J. R., and Patel, H.H., and Parmar, A.A., "Effect of Nanofluid on Heat Transfer Characteristics of Double Pipe Heat Exchanger: Part-i: Effect of Aluminum Oxide Nanofluid", IJRET. 2319-1163, (2013).

 

[17] He, Y., Jin, Y., Chen, H., Ding, D., and Cang, H. Lu., "Heat Transfer and Flow Behavior of Aqueous Suspensions of TiO2 Nanoparticles (nano β luids) Flowing Upward Through a Vertical Pipe", International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 50, No. 11, pp. 2272-2281, (2007).