بررسی تجربی ضریب انتقال حرارت و افت فشار نانوسیال نانولوله کربن-آب تحت بار حرارتی ثابت

در این مطالعه، رفتار انتقال حرارت جابجایی اجباری و افت فشار نانوسیال نانولوله های کربنی چند جداره بر پایه آب دیونیزه در حال جریان از طریق لوله مدور افقی تحت شرایط مرزی بار حرارتی دیواره ثابت به صورت تجربی مورد ارزیابی قرار گرفته است. به همین منظور، ابتدا سوسپانسیون آبی همگن نانولوله های کربنی به کمک فعال کننده سطحی صمغ عربی در غلظت های 05/0، 1/0 و 2/0% وزنی تهیه شده است. سپس، نانوسیال های فوق الذکر در رژیم جریان آرام و گستره اعداد رینولدز 800 تا 2000 در دستگاه بار حرارتی ثابت مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج نشان داده است که با افزودن مقدار بسیار کمی از نانولوله های کربنی به آب، ضریب انتقال حرارت جابجایی به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. همچنین با افزایش غلظت نانولوله های کربنی و عدد رینولدز، ضریب انتقال حرارت جابجایی افزایش می یابد. با این حال، تأثیر افزایش غلظت نانولوله های کربنی نسبت به افزایش عدد رینولدز بیشتر بوده است. علاوه بر این، داده های افت فشار در غلظت ها و اعداد رینولدز مختلف بررسی شده است. در غلظت های پایین نانولوله های کربنی، مقدار افت فشار در نانوسیالات محتوی نانولوله های کربنی و سیالات پایه تقریباً برابر شده است و اختلاف بین آن ها قابل چشم پوشی است. در نتیجه توان اضافی برای پمپ نانوسیال نانولوله کربنی/ آب در غلظت های پایین مورد نیاز نیست. بیشترین میزان افزایش ضریب انتقال حرارت 8/42% بوده است که در رینولدز 2027 و غلظت 2/0% وزنی رخ داده است.