بررسی تجربی انتقال حرارت جریان نانو سیال tio2 در لوله با کارگذاری نوار پیچه

این پژوهش به بررسی تجربی انتقال حرارت و افت فشار جریان نانوسیال اکسید تیتانیوم می پردازد. در دو دهه اخیر مطالعات بر روی رفتار رئولوژیکی و انتقال حرارتی نانوسیالات به شدت رشد کرده و نتایج حاصل، پیشرفت های چشمگیری در این زمینه را حکایت می کند. به منظور افزایش هرچه بیشتر انتقال حرارت، در کنار استفاده از سیال مناسب، می توان از تجهیزات درون لوله ای نظیر سیم پیچ، نوار پیچه و نوار حلزونی نیز بهره جست. طی کار حاضر آزمایش ها برای آب و نانوسیال با غلظت های مختلف درون لوله صاف و با کارگذاری نوار پیچه انجام گرفت. شرط مرزی دمای ثابت دیواره بر مسئله حاکم بود. بخش آزمایش به طول m 935/0، از یک لوله مسی به قطر داخلی mm8 که نوار ها درون آن قرار می گرفتند تشکیل شده بود. گام پیچش نوار های مورد استفاده در محدوده بوده و غلظت حجمی نانوسیالات مورد استفاده در این پژوهش بود. محدوده عدد رینولدز جریان طی این پژوهش 3000 تا 22000 است، که دربرگیرنده رژیم های جریان گذار و مغشوش است، اما به نوعی با وجود نوار پیچه می توان اظهار کرد که اغتشاشات حاصل در جریان، رژیم مغشوش را بر شکل جریان دیکته می کند. نتایج حاکی از بهبود انتقال حرارت با بکارگیری نانوسیالات بوده، به گونه ای که با تغلیظ نانوسیال این روند همچنان ادامه می یافت. همچنین بکارگیری همزمان نانوسیال و نوار پیچه تاثیر بسیار چشمگیری بر افزایش انتقال حرارت گذاشته، به طوری که بیشترین انتقال حرارت برای نانوسیال %5/0 حجمی و نوار پیچه با گام 5 ثبت شد. از طرفی باید متذکر شد که هر دو روش غیرفعال مورد استفاده در این تحقیق بر افزایش میزان افت فشار نیز دامن می زنند. بدین ترتیب با بررسی پارامتر ضریب عملکرد میزان چربش انتقال حرارت به افت فشار نیز بررسی شد. بررسی مزبور نشان دهنده مزیت بالای استفاده همزمان از نوار پیچه و نانوسیال بود. در پایان به منظور تکمیل هرچه بیشتر بانک اطلاعات حاصل از پژوهش ها در این زمینه و سهل الوصول نمودن کاربرد نتایج پژوهش حاضر، به ارائه روابطی برای محاسبه عدد ناسلت و ضریب اصطکاک در محدوده آزمایش ها پرداختیم.