مطالعه تجربی افزایش انتقال حرارت در مبدل حرارتی با استفاده از لوله با موج مارپیچی?و ?نانوذرات به طور همزمان

در این رساله انتقال حرارت و افت فشار در یک مبدل حرارتی با لوله با موج مارپیچی بهمراه نانوسیال سیلیکا و آلومینا به صورت تجربی بررسی شده است. متغیرهای موجود شامل عدد رینولدز جریان، درصد حجمی نانوذرات، عمق و گام موج مارپیچی لوله ها می باشد. محدوده عدد رینولدز بین 5000 تا 20000، عمق موج مارپیچی بین 5/0 تا 5/1 میلی متر، گام موج مارپیچی بین 5 تا 8 میلی متر و غلظت نانوذرات بین صفر تا 1 درصد حجمی بوده است. نتایج به صورت عدد ناسلت، ضریب بی بعد اصطکاکی، عدد ناسلت نسبی و ضریب انتقال حرارت برای انرژی پمپاژ یکسان ارایه شده است. نتایج نشان دهنده افزایش انتقال حرارت با افزودن نانوذرات به سیال پایه می باشد بطوریکه تاثیر آن برای لوله ها با موج مارپیچی با عمق بزرگ تر و گام کوچک تر چشمگیرتر است. استفاده از لوله های با موج مارپیچی و نانوذرات به طور همزمان در اعداد رینولدز کوچک تر دارای راندمان انتقال حرارت ( انتقال حرارت برای انرژی پمپاژ یکسان) بهتری می باشند. در صورتیکه استفاده از نانوذرات در لوله صاف در اعداد رینولدز بالاتر دارای راندمان بهتری می باشد. عدد ناسلت و راندمان انتقال حرارت با استفاده از نانوذرات آلومینا بیشتر از نانوذرات سیلیکا می باشد. مقدار انتقال حرارت و راندمان انتقال حرارت برای نانوسیال سیلیکا با درصد حجمی 1% کمتر از درصد حجمی نیم درصد می باشد. علت آن تاثیر نامطلوب خوشه شدن نانوذرات سیلیکا می باشد. ماکزیمم مقدار انتقال حرارت برای انرژی پمپاژ یکسان (r3) برای لوله با موج مارپیچی حدود 240% می باشد. حل عددی برای سه لوله مختلف تحت شار حرارتی ثابت بوسیله یک نرم افزار تجاری و با روش دوفازی مخلوط جهت مدلسازی نانوذرات آلومینا انجام شده است که نتیجه حائز اهمیت آن مشاهده جریان ثانویه در این لوله ها بوده است. نتایج عددی روند کلی تغییرات ضریب انتقال حرارت بدست آمده در نتایج تجربی را تایید می کنند.