بررسی تجربی انتقال حرارت جریان نانو سیال در لوله U-شکل موجی (1390)
بررسی تجربی انتقال حرارت جریان نانو سیال در لوله U-شکل موجی
پروژه کارشناسی ارشد تبدیل انرژی
محسن علاییان
اساتید راهنما
دکتر احمد صداقت
دکتر محمد علی اخوان
استاد مشاور
دکتر محمدرضا سلیمپور
1390
چکيده
در اين پايان نامه، افزايش انتقال حرارت و افت فشار در اثر افزودن نانولوله کربني چند ديواره به روغن انتقال حرارت ، به صورت تجربي در شرايط دما ثابت مورد بررسي قرار گرفت. آزمايشها براي جريان روغن انتقال حرارت و نانوسيالات مختلف درون انوع لوله U-شکل موجي با چهار نسبت شعاع انحناء بيبعد (2R/d=2.375,4.062,7.187,9.25)، انجام گرفت. براي رسيدن به شرايط دما ثابت تمام لوله U-شکل موجي در فضاي بالاي تانک که حاوي بخار اشباع ميباشد قرار گرفتند. روغن انتقال حرارت HT-B به همراه سه نانوسيال روغن انتقال حرارت-MWCNT با غلظتهاي جرمي 1/0، 2/0 و 4/0 درصد به عنوان سيالات کاري در نظر گرفته شدند. خصوصيات ترموفيزيکي اين سيالات شامل چگالي، ضريب هدايت حرارتي، ويسکوزيته و گرماي ويژه به صورت آزمايشگاهي اندازهگيري شد و بر اساس اين داده‌ها روابطي براي محاسبه خصوصيات نانوسيال ارائه گرديد. نتايج آزمايشها نشان داد که افزودن نانوذرات باعث افزايش ضريب هدايت حرارتي و ويسکوزيته روغن پايه شده و گرماي ويژه آن را کاهش مي‌دهد. در بخش انتقال حرارت جابجايي مشاهده شد که براي لوله U-شکل موجي ، با کاهش نسبت شعاع بيبعد، ضريب انتقال حرارت افزايش مييابد چنانکه در غلظت جرمي 4/0% بيشترين افزايش را به ميزان 42% براي نسبت شعاع انحناي بي بعد375/2 مشاهده کرديم. همچنين مشاهده شد که افزودن مقدار کمي نانولوله کربني به روغن انتقال حرارت به طور قابل توجهي ضريب انتقال حرارت را ميافزايد در نسبت شعاع انحناي بي بعد 375/2، بيشترين درصد افزايش ضريب انتقال حرارت جابجايي براي نانوسيال 4/0 درصد جرمي نسبت به سيال پايه 51% مي باشد. اثر تعداد خمهاي U-شکل نيز مورد آزمايش قرار گرفت و اثر افزايشي آن بر انتقال حرارت بطور متوسط 41% در محدوده رينولدز اندازهگيري شده مشاهده شد. در بخش افت فشار نيز مشاهده شد که براي لولهU -شکل موجي، با افزودن نانوذرات به سيال پايه، ميزان افت فشار جريان افزايش پيدا ميکند به طوري که بيشترين درصد افزايش افت فشار مربوط به غلظت جرمي 4/0% و در نسبت شعاع انحناي بي بعد 375/2چيزي حدود 180% مشاهده شد. اين پديده همچنين با کاهش نسبت شعاع انحناي بيبعد و افزايش تعداد خمهاي U-شکل مشاهده شد.
کليد واژه: انتقال حرارت، افت فشار، نانوسيال، دما ثابت، لوله U-شکل موجي
