بررسی تجربی و آزمایشگاهی خواص ترموفیزیکی و عملکرد حرارتی نانوسیالات درون مبدل صفحه ای

رساله حاضر با هدف بررسی پایداری، ضریب هدایت حرارتی، ویسکوزیته دینامیکی و ضریب انتقال حرارت جابجایی نانوسیالات در مبدل صفحه¬ای و مطالعه پارامترهای موثر بر آن¬ها، انجام شده است. در این تحقیق از نانوسیالات حاوی نانوذرات اکسیدی، فلزی و نانولوله¬های کربنی استفاده شده و پایداری و تعلیق مناسب آن¬ها از طریق روش¬های مختلف، صورت پذیرفته است. پس از تعلیق پایدار نانوسیالات، آزمایش¬ها به منظور درک اثر پارامترهای مختلف ازجمله کسر حجمی، دما، میانگین قطر نانوذرات و همچنین تأثیر توأمان پارامترهای گوناگون بر روی ضریب هدایت حرارتی و ویسکوزیته دینامیکی چندین نوع از نانوسیالات تولیدشده، انجام شد. در ادامه، بر مبنای یافته¬های تجربی، روابطی به منظور تخمین و پیش بینی ضریب هدایت حرارتی و ویسکوزیته دینامیکی نانوسیالات مختلف، ارائه شد. یافته¬های مربوط به آزمایش¬های ضریب هدایت حرارتی نشان داد که افزایش دما و کسر حجمی، همچنین کاهش قطر نانوذرات، موجب افزایش ضریب هدایت حرارتی شده است. بررسی¬های تجربی بر روی ویسکوزیته دینامیکی نانوسیالات نیز نشان از تغییر این خاصیت با کسر حجمی، مدت زمان موج¬دهی فراصوت، دما و قطر نانوذرات داشت. همچنین مشخص شد که مدت زمان موج¬دهی فراصوت نانوسیالات حاوی نانولوله کربنی در غلظت¬های مختلف، دارای نقطه بهینه¬ای است که در آن ویسکوزیته به مقدار بیشینه خود می¬رسد. نتایج تحقیق حاضر نشان می¬دهد، افزودن نانوذرات به سیالات پایه آب و اتیلن گلیکول همچنین افزایش عدد رینولدز، موجب افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی و افت فشار در مبدل صفحه¬ای می¬شود. افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی و افت فشار نانولوله¬کربنی چندجداره- آب در مقایسه با نانوسیالات حاوی ذرات اکسیدی، بیشتر می¬باشد. از سوی دیگر تفاوت اساسی میان عملکرد حرارتی نانوسیالات آب- اکسید مس و آب – اکسید منیزیم در مبدل حرارتی دیده نشد.