مطالعه تجربی اثر نانوسیال اکسید منیزیم-آب روی انتقال حرارت و کاهش فشار در جریان توربولانت

در این پروژه به اندازه گیری تجربی رسانایی حرارتی و ویسکوزیته نانوسیال آب-اکسید منیزیم و ارائه مدل های حاکم بر آن ها و بررسی تجربی اثر آن بر انتقال حرارت و افت فشار در جریان مغشوش پرداخته شده است. بدین منظور از نانوذره با قطر 40 نانومتر و کسرهای حجمی بین 5/0% و 2% استفاده شده است. در ابتدا از ویسکومتر بروکفیلد (brookfield type) برای اندازه گیری ویسکوزیته و از دستگاه kd2 برای اندازه گیری ضریب هدایت حرارتی در کسرهای حجمی مختلف استفاده شدند و سپس مدل هایی برای هر کدام از آن ها ارائه شدند. همچنین مقایسه ای بین مدل های ارائه شده با مدل های موجود انجام شده است. برای بررسی تغییرات ضریب انتقال حرارت جابه جایی، عدد ناسلت متوسط، ضریب اصطکاک، افت فشار نانوسیال و ضریب عملکرد حرارتی از یک مبدل دو لوله ای هم مرکز که دو جریان با جهت مخالف در آن ایجاد می شود استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش کسر حجمی نانوذرات و عدد رینولدز ضریب انتقال حرارت جابه جایی، عدد ناسلت متوسط و افت فشار افزایش می یابند و این افزایش در رینولدزهای بالاتر، بیشتر می باشد. نسبت عدد ناسلت متوسط نانوسیال به عدد ناسلت سیال پایه و همچنین نسبت افت فشار نانوسیال به افت فشار سیال پایه با افزایش کسر حجمی افزایش می یابند. در بعضی از کسرهای حجمی نانوسیال با اضافه کردن نانوذرات و بالابردن کسر حجمی و همچنین در بعضی از اعداد رینولدز ضریب اصطکاک، نسبت ضریب اصطکاک در کسرهای حجمی مختلف نانوسیال به ضریب اصطکاک در جریان سیال پایه و ضریب عملکرد حرارتی کاهش یافته اند اما در کسرهای حجمی دیگر روند افزایشی دارند. در هر کسر حجمی با افزایش عدد رینولدز ضریب اصطکاک کاهش یافته اما نسبت عدد ناسلت متوسط نانوسیال به عدد ناسلت سیال پایه، نسبت ضریب اصطکاک در کسرهای حجمی مختلف نانوسیال به ضریب اصطکاک در جریان سیال پایه و ضریب عملکرد حرارتی، هم روند افزایشی و هم روند کاهشی دارند.