مطالعه تجربی اثر استفاده از نانوسیال al2o3-اتیلن گلیکول-آب به عنوان سیال عامل در سیستم رادیاتور خودرو

در این مطالعه، انتقال حرارت و افت فشار نانوسیال خنک کن ،که با افزودن نانوذرات آلومینا به سیال پایه آب-اتیلن گلیکول (60:40 جرمی) بدست می آید، در رادیاتور خودرو بررسی شده است. این بررسی به صورت تجربی و برای جریان آرام انجام شده و بدین منظور یک سامانه آزمایش طراحی و ساخته شده است. برای بررسی صحت اندازه گیری ها، ابتدا آزمایش هایی برای جریان آب مقطر انجام شده است. سپس آزمایش ها برای سیال پایه و نانوسیال با کسرهای حجمی مختلف 003/0، 006/0، 009/0 و 012/0 در دبی های سیال خنک کن مختلف 9، 11 و 13 لیتر بر دقیقه و در سرعت های 85/2 و 75/3 متر بر ثانیه هوای گذرنده از رادیاتور انجام شده است. خواص ترموفیزیکی با استفاده از مدل های موجود متغیر با دما محاسبه شده است. با توجه به نتایج آزمایش ها، مشاهده شده است که با افزایش دبی سیال خنک کن، انتقال حرارت و درنتیجه ضریب انتقال حرارت جابجایی و عدد ناسلت و همچنین افت فشار افزایش می یابد. همچنین با افزایش کسر حجمی نانوذرات، انتقال حرارت و درنتیجه ضریب انتقال حرارت جابجایی و افت فشار افزایش می یابد. عدد ناسلت ابتدا با افزودن نانوذرات تا کسر حجمی 003/0 کاهش می یابد ولی با افزایش کسر حجمی به مقادیر بیشتر، افزایش می یابد. با افزایش دور فن رادیاتور و درنتیجه افزایش دبی هوای گذرنده از رادیاتور، ضریب انتقال حرارت جابجایی و عدد ناسلت و درنتیجه انتقال حرارت افزایش می یابد. در ادامه با ارزیابی عملکرد حرارتی رادیاتور مشخص شده است که استفاده از نانوسیالات در رادیاتور خودرو می تواند به طور قابل توجهی باعث افزایش راندمان حرارتی رادیاتور شود. اما با استفاده از نانوسیال نسبت نرخ انتقال حرارت به قدرت پمپاژ مورد نیاز (پارامتر مریت) کاهش می یابد. بنابراین از این نظر استفاده از نانوسیال در جریان آرام برای رادیاتور خودرو مزیتی ندارد. در پایان بر اساس نتایج آزمایشگاهی بدست آمده، رابطه جدیدی برای پیش بینی عدد ناسلت نانوسیال داخل رادیاتور ارائه شده است که تطبیق بسیار خوبی با داده های آزمایشگاهی دارد