مطالعه تجربی تاثیر نوع و مقدار پایدار کننده روی انتقال حرارت نانوسیال آب/mwcnt در یک ترموسیفون دوفازی بسته

ترموسیفون دوفازی بسته به عنوان یکی از انواع لوله های حرارتی به منظور انتقال حرارت به کار می رود. درون این وسیله، که شامل یک لوله دو سر بسته تحت خلأ است با مقدار معینی از یک سیال عامل پر می شود. یک ترموسیفون دوفازی بسته در حالت معمول از سه بخش تبخیرکننده، آدیاباتیک و چگالنده تشکیل شده است و از نیروی جاذبه برای بازگرداندن فیلم مایع از قسمت چگالنده به تبخیرکننده استفاده می کند. از نانوسیال به عنوان محیط انتقال حرارت در ترموسیفون می توان استفاده کرد. نانوسیال ها سوسپانسیون های پایداری از ذرات جامد در ابعاد نانو در یک سیال پایه می باشند که پتانسیل زیادی در افزایش انتقال حرارت از خود نشان داده اند. در این پژوهش، تأثیر نوع و غلظت فعال کننده سطحی روی انتقال حرارت نانوسیال آب/mwcnt در یک ترموسیفون بسته دوفازی مورد بررسی قرار گرفت. به دلیل جاذبه واندروالسی قوی، نانولوله های کربنی تمایل به تشکیل کلوخه در سیال پایه دارند. به همین منظور، سه نوع فعال کننده سطحی مختلف ga، sds و ctab در دو غلظت وزنی %25/0 و %5/0 برای تهیه نانوسیال با غلظت های وزنی %25/0 ، %5/0 و %1 از mwcnt به کار رفت. همچنین جهت بررسی پایداری نانوسیال از تست پتانسیل zeta استفاده شد. بازده حرارتی، مقاومت حرارتی و عدد ناسلت برای بررسی عملکرد حرارتی ترموسیفون دوفازی بسته بدست آمدند. ملاحظه شد که با افزایش غلظت mwcnt و توان ورودی، بازده حرارتی افزایش می یابد. البته برای نانوسیالات حاوی %5/0 و %1 وزنی از نانولوله کربنی این روند تا توان ورودی w90 مشاهده می شود. همچنین مقاومت حرارتی ترموسیفون با افزایش غلظت نانولوله کربنی و توان ورودی، کاهش پیدا کرد. به طوریکه برای تمام نمونه های نانوسیال تهیه شده، کمترین مقاومت حرارتی در غلظت %1 وزنی mwcnt و در توان ورودی w150 به دست آمد. علاوه بر این، افزایش توان ورودی و غلظت نانولوله کربنی به ترتیب موجب افزایش و کاهش عدد ناسلت ترموسیفون گردید. لازم به ذکر است که برای نانوسیال های حاوی %25/0، %5/0 و %1 وزنی mwcnt، به ترتیب با استفاده از %25/0، %5/0 و %5/0 وزنی فعال کننده سطحی، نتایج نسبتا بهتری به دست آمدند. همچنین، تمام نمونه های نانوسیال تهیه شده عملکرد حرارتی بهتری در مقایسه با آب خاص داشتند. به طور کلی، نانوسیال های پایدار شده با فعال کننده سطحی ga، عملکرد حرارتی نسبتا بهتری نشان دادند. به طوریکه بیشترین بازده حرارتی برابر با %41/92، در نانوسیال حاوی %1 وزنی mwcnt و %5/0 وزنی ga در توان ورودی w90 به دست آمد. این در حالی است که عملکرد ga، در مقایسه با sds و ctab در پایدارسازی سوسپانسیون با توجه به نتایج تست پتانسیل zeta ضعیف تر بود. بنابراین می توان گفت که ممکن است پایدارترین نانوسیال الزاما بهترین عملکرد حرارتی را نداشته باشد.