چکیده:
هدف از انجام این پژوهش بررسی ضرایب انتقال حرارتی هدایتی ذرات در مقیاس نانومتری و پراکنده در
مایع با رژیم جریان آرام در تبادل گرهای حرارتی است که به ویژه در لولههای افقی دارای اهمیت است.
نانو ذرات مطالعه شده در منابع، اشاره به تنوع بی شماری از مواد در مقیاس نانو دارد، لیکن در اینجا
پارتیکلهایی در مقیاس نانو و با طبیعت گرافیت و خواص وابسته به آن با نسبت های ظاهری عمدتا متفاوت
از یک انتخاب شدند، نانو ذرات گرافیتی، اغلب منجر به افزایش ضریب هدایت گرمایی سیال ساکن عمدتا
در ظرفیت کسر حجمی کم شده و نتایج مزبور در ادبیات فن نیز بارها گزارش شده است. به هر حال،
ضرایب انتقال حرارت تجربی کمتر از شرایط پیش بینی شده برای هر یک از دو رابطه انتقال حرارت
متداول برای سیالات همگی نشان داده شده است. رابطه برای سوسپانسیون های ذرات با نسبت های ظاهری
نزدیک به همان نتایج نیز حاصل شده و نهایتا روابط جدیدی برای انتقال حرارت سیستم های نانوسیال
گسترش داده شده است. افزایش ضریب انتقال حرارت نانوسیال خیلی فراتر از تصوری است که از یک
رابطه مرسوم قابل پیش بینی باشد. این به نظر می رسد که تعدادی فاکتور مخصوص در مخلوط نانوسیال در
حال تغییر دادن مکانیزم های فاکتور مخصوص در مخلوط نانوسیال در حال تغییر دادن مکانیزم های انتقال
حرارت، مخصوصا برای سیالات خاصی در دمای بالاتر دیواره هستند. نتایج اظهار می کند که اصلاح
شرایط برای انتقال حرارت، می تواند توسط تغییر دادن سیال اصلی، منبع نانو ذره، و بارگذاری نانو ذرات
عملی گردد.
در این مقاله ابتدا به تشریح نانو سیالات پرداخته، سپس انواع مبدل ها حرارتی توضیح داده شده است، بعد
از آن به موضوع انتقال حرارت توسط نانو سیالات می پردازیم، و در پایان اهمیت و نقش نانو سیالات در
مبدل ها را بررسی کرده و به تحلیل انتقال حرارت در مبدل های حرارتی به کمک نانو ذرات پراکنده در
سیال می پردازیم
خلاصه ماشینی:
همچنین از سالها پیش مشخص شده بود که با اضافه نمودن ذرات جامد به صورت معلق به سیال پایه، انتقال حرارت افزایش خواهد یافت چرا که ضریب هدایت حرارتی این ذرات، صدها مرتبه بیشتر از سیالات پایه میباشد.
همانطور که عنوان شد این مسأله یعنی افزایش ضریب هدایت حرارتی سیال با افزودن ذرات ریز به سیال موضوع جدیدی نبوده و از حدود صد سال پیش در رابطه با ذرات میلیمتری و میکرومتری مورد توجه قرار گرفته است.
معادلة مربوط به انرژي در مختصات استوانهاي، در صورتي كه در آن از توزيع دما در جهت صرفنظر شده و همچنين سرعت در جهت محوري و شعاعي استوانهاي نيز صفر در نظر گرفته شود به صورت زير ميباشد: (به تصویر صفحه رجوع شود) در اين معادله از فرم استفاده شده است كه دليل آن در نظر گرفتن اثر وجود نانو ذرات و جزء حجمي آنها در سيال است.
اين روش كاربردي، امروزه به عنوان تكنولوژي HTE يا Heat Transfer Enhancement شناخته شده است كه تحت ليسانس شركتهاي مختلف، بيش از يك دهه براي بهكارگيري در صنايع مختلف نفت و گاز و پتروشيمي و حتي نيروگاهها توصيه و تبليغ ميگردد.
چندین مکانیزم ممکن است برای یک بهبودی کوچک در ضریب انتقال حرارت بین نانوسیالات و سیال اصلی در دمای بالاتر هدایت شود.
A. Estmaan, Measuring heat conductivity of fluids containing oxid grains in nano scale, J.
Liu , Heat conductivity of particles suspendeds containing nanosized SiC grains, Int. J.
Xzuan, Convective heat transfer and flow characteristics of Cu-water nanofluid, Sci. China, Series E: Technol.