مطالعه تجربی تأثیر قطر نانوذرات بر انتقال حرارت نانوسیال آب-اکسید تیتانیوم
چکیده
در این پروژه به بررسی تجربی تأثیر قطر نانوذرات بر مشخصه های انتقال حرارت و افت فشار نانوسیال آب-اکسید تیتانیوم در کسرهای حجمی بین 0.002 و 0.02 در جریان مغشوش پرداخته شده است. بدین منظور از نانوذرات اکسید تیتانیوم با قطرهای متوسط 10، 20، 30 و 50 نانومتر برای تهیه نانوسیال استفاده گردیده است. برای انجام آزمایش ها دستگاهی به صورت مبدل دو لوله ای هم مرکز که دو جریان با جهت مخالف در آن ایجاد می شود، طراحی و ساخته شد. برای آن دسته از خواص ترموفیزیکی نانوسیال که امکان اندازه گیری وجود نداشته است از روابط موجود برای محاسبه متغیرهای مورد نظر استفاده شد. همچنین تأثیر روابط مختلف در محاسبه ضریب هدایت حرارتی نانوسیال بر عدد ناسلت متوسط مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که عدد ناسلت متوسط و افت فشار نانوسیال با افزایش کسر حجمی نانوسیال و عدد رینولدز افزایش می یابند. همچنین نانوسیال در تمامی کسرهای حجمی و قطرهای مختلف مورد آزمایش مقادیر ناسلت متوسط و افت فشار بیشتری نسبت به آب دارد. افت فشار نانوسیال در کسرهای حجمی کوچک نزدیک به افت فشار آب می باشد. ضریب انتقال حرارت جابجایی، عدد ناسلت متوسط و افت فشار نانوسیال با تغییر قطر نانوذرات در کسرهای حجمی 002/0 و 005/0 تغییری نمی کنند. اما در کسرهای حجمی بالاتر و بازه خاصی از اعداد رینولدز، ضریب انتقال حرارت جابجایی، عدد ناسلت متوسط و افت فشار نانوسیال با کاهش اندازه نانوذرات از 50 نانومتر تا 20 نانومتر افزایش می یابند. عدد ناسلت متوسط با کاهش بیشتر قطر نانوذرات از 20 نانومتر به 10 نانومتر، کاهش خواهد یافت اما همچنان افزایش در افت فشار نانوسیال با کاهش قطر نانوذرات از 20 نانومتر به 10 نانومتر مشاهده می شود. عدد ناسلت متوسط نانوسیال بسته به عدد رینولدز و نوع رابطه بکار رفته برای محاسبه ضریب رسانندگی حرارتی نانوسیال می تواند تغییر کرده و یا بدون تغییر بماند.
