بررسی تجربی انتقال حرارت جابجایی نانو سیالات با سیال پایه آب در جریان آرام کویل پیچشی تحت شار حرارتی ثابت

در این پایان نامه، افزایش انتقال حرارت سیال در اثر افزودن نانوذرات اکسید آلومینیم به آب مقطر خالص به عنوان سیال پایه درون کویل پیچشی به صورت تجربی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. کویل پیچشی مسی توسط المنت حرارتی تحت شار حرارتی یکنواخت خارجی قرار داشت. آب مقطر به همراه سه نانوسیال آب مقطر – اکسید آلومینیم با غلظت های جرمی 2/0، 6/0 و 1 درصد به عنوان سیال کاری در نظر گرفته شدند. نانوسیالات مورد استفاده در این مطالعه به روش دو مرحله ای تهیه و با استفاده از دستگاه آلتراسونیک پایدار شدند. نتایج حاصل از آزمون پتانسیل زتا نشان دهنده پایداری نمونه ها پس از حدود دو روز بود. ضریب هدایت حرارتی نانوسیالات تهیه شده با استفاده از دستگاه kd2-pro اندازه گیری شده است. همانطور که انتظار می رفت ضریب هدایت حرارتی نانوسیالات با افزایش درصد حجمی نانوذرات افزایش می یابد. همچنین نتایج نشان داد با افزایش دما، میزان افزایش ضریب هدایت حرارتی نسبت به درصد حجمی افزایش می یابد. گرانروی نانوسیالات تهیه شده به وسیله دستگاه ویسکومتر آنتوان پار در دماهای مختلف اندازه گیری شد. نتایج حاکی از افزایش گرانروی سیالات با افزودن نانوذرات به سیال پایه بود. برای مثال گرانروی نانوسیالات 6/0 و 1 درصد جرمی در دمای 3/25 درجه به ترتیب 9/1 و 1/3 درصد افزایش می یابد. در بخش انتقال حرارت جابجایی مشاهده شد که برای کویل پیچشی با افزایش شار حرارتی ضریب انتقال حرارت افزایش می یابد. همچنین مشاهده شد که استفاده از جریان نانوسیال به جای سیال پایه به طور قابل توجهی ضریب انتقال حرارت را افزایش می دهد. به طور مثال برای نانوسیال 1 درصد جرمی بیشترین درصد افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی در شار حرارتی 4510 وات بر متر مربع و عدد رینولدز 5268 اتفاق می افتد و برابر 1/27 درصد می باشد.