بررسی تجربی انتقال حرارت جابجایی اجباری توسط نانوسیالات در یک کانال

در این پژوهش، ضریب انتقال حرارت جابجایی اجباری و عدد ناسلت در یک لوله دایره ای تحت شرط مرزی شار ثابت به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور یک سامانه آزمایشگاهی طراحی و ساخته شده است. نانوسیال با نانوذرات اکسیدآلومینیوم و سیال پایه آب ساخته و در این آزمایش استفاده شده است. آزمایش تحت جریان آرام صورت گرفته و خواص ترموفیزیکی نانوسیال از روابط موجود در مراجع محاسبه شده است. همچنین با توجه به نتایج آزمایشگاهی محققان و اندازه گیری آزمایشگاهی ضریب هدایت حرارتی نانوسیال آب-اکسیدآلومینیوم در این پژوهش، به ترتیب دو مدل برای تخمین ضریب هدایت حرارتی نانوسیال آب-اکسیدآلومینیوم در غلظت حجمی بین 1-4 درصد و 1/0-9/0 درصد ارائه شد. حداکثر اختلاف بین مقادیر پیش بینی شده برای مدل و نتایج تجربی 2% است. سپس با استفاده از سامانه آزمایشگاهی، ضریب انتقال حرارت جابجایی اجباری برای سیال پایه (آب خالص) و نانوسیال محاسبه شده است. با بررسی نتایج مشخص می شود که عملکرد انتقال حرارت برای نانوسیال نسبت به سیال پایه افزایش یافته و همچنین با افزایش غلظت نانوذرات، این افزایش بهبود می یابد. با مقایسه بهبود انتقال حرارت در دو دمای مختلف ورودی مشخص می گردد که افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی اجباری و عدد ناسلت در دمای ورودی کمتر، افزایش انتقال حرارت بیشتری دارد. در پایان یک مدل جهت تخمین عدد ناسلت نانوسیال آب-اکسیدآلومینیوم اساس داده های آزمایشگاهی ارائه شده است. میانگین اختلاف بین مقادیر ناسلت پیش بینی شده و مقادیر آزمایشگاهی برای این مدل 4/4% است.