بررسی عملکرد حرارتی یک ترموسیفون دو فازی بسته در اثر استفاده از نانوسیال

یک ترموسیفون دوفازی بسته دستگاهی برای انتقال حرارت می باشد که شامل یک لوله دوسر بسته تحت خلأ است که درون آن با مقدار معینی از یک سیال عامل پر شده است. این وسیله به طور معمول شامل سه بخش تبخیرکننده، آدیاباتیک و کندانسور است. حرارت ورودی به بخش تبخیرکننده ترموسیفون موجب جوشش و تبخیر سیال عامل می شود، سپس بخار با از دست دادن گرمای نهان خود در بخش چگالنده به صورت یک فیلم مایع تحت تاثیر نیروی گرانش به بخش تبخیرکننده باز می گردد. از آنجایی که گرمای نهان تبخیر سیال مقدار بالایی می باشد، مقادیر زیادی حرارت با حداقل اختلاف دما بین دو سر لوله انتقال می یابد. نانوسیال ها سوسپانسیون پایداری از ذرات جامد در مقیاس نانو در یک سیال پایه می باشند که پتانسیل زیادی در افزایش انتقال حرارت از خود نشان می دهند. آنها می توانند در بسیاری از تجهیزات حرارتی از جمله سیستم ترموسیفون ها، به عنوان محیط انتقال حرارت مورد استفاده قرار بگیرند. در این پژوهش پس از تهیه نانوسیال های اکسیدآلومینیوم/آب و اکسیدمس/آب در غلظت های مختلف حجمی از 1 تا 3 درصد، نقش استفاده از آنها به عنوان محیط انتقال حرارت در داخل سیستم ترموسیفون دو فازی بسته بررسی شده است. نتایج تجربی نشان می¬ دهد که درصورت استفاده از نانوسیال به جای آب در سیستم ترموسیفون دوفازی بسته، راندمان سیستم به طور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد، به طوری که در نسبت پرشدن %45 استفاده از نانوسیال های اکسید آلومینیوم/ آب و اکسید مس/ آب به جای آب به ترتیب منجر به افزایش 14/7 و 13/4 درصدی در راندمان سیستم مورد استفاده گردید. در مورد هر دو نانوسیال ماکزیمم راندمان در نسبت پرشدن 35% و در غلظت حجمی 3% حاصل می گردد. همچنین نانوسیال اکسیدآلومینیوم/آب نسبت به نانوسیال اکسیدمس/آب منجر به افزایش بیشتر راندمان حرارتی سیستم می شود، که علت را باید در خواص فیزیکی نانوذرات مورد استفاده جستجو کرد.