بررسی تجربی افت فشار و ضریب اصطکاک نانوسیال در رادیاتور اتومبیل
Abstract
سیالات انتقال حرارت مرسوم نظیر آب و اتیلن گلایکول که به عنوان عامل خنک کننده در رادیاتور اتومبیل ها بکار می روند، دارای هدایت حرارتی نسبتا پایینی هستند. نانوسیال تکنولوژی جدیدی است که با افزودن مواد در ابعاد نانو به سیال پایه بدست می آید. این گروه جدید از سیالات می توانند به عنوان خنک کننده در رادیاتور اتومبیل ها استفاده شوند. در این مطالعه به بررسی تجربی نقش نانوسیال به عنوان سیال عامل خنک کننده رادیاتور اتومبیل پراید و تاثیر پارامترهای مختلف آن بر روی افت فشار و ضریب اصطکاک سیال داخل رادیاتور پرداخته شده است. نانوسیال مورد آزمایش شامل سیال پایه مخلوط 40/60 اتیلن گلایکول- آب و دو نوع از نانوذرات cuo و tio2 می باشد. آزمایشات در دبی های (l/min) 8-4 و اعداد رینولدز بین 2000 تا 8000 انجام شد. داده های مورد نیاز برای محاسبه افت فشار و ضریب اصطکاک در محدوده جریان متلاطم و درغلظت های 05/0 ، 1/0، 3/0، 5/0 و 8/0 درصد حجمی نانوذرات اکسید مس و غلظت های 1/0 ، 3/0، 5/0، 8/0 و 1 درصد حجمی نانوذرات دی اکسید تیتانیوم اندازه گیری شدند. در این بررسی ها همچنین به اثر افزایش درصد غلظت نانوذرات بر افت فشار در سه دمای مختلف ورودی به رادیاتور پرداخته شده است. نتایج نشان دادند که حضور نانوذرات باعث افزایش افت فشار نانوسیال نسبت به سیال پایه خواهند شد و این روند صعودی با افزایش غلظت نانوذرات بیشتر می شود. در واقع افزایش کسر حجمی نانوذرات و کاهش دمای سیال ورودی به رادیاتور دو عاملی هستند که با افزایش لزجت نانوسیال، باعث افزایش افت فشار آن می شوند. مقایسه نتایج حاصل از آزمایشات برای دو نانوسیال بیانگر بیشتر بودن افت فشار و ضریب اصطکاک نانوسیال /cuo (eg/water) نسبت به نانوسیال /tio2 (eg/water) است. دلیل این امر را می توان در ابعاد و دانسیته نسبتا بالای نانوذرات اکسید مس نسبت به ذرات 20 نانومتری دی اکسید تیتانیوم بیان کرد. هم چنین پس از مقایسه مقادیر بدست آمده برای افت فشارمشاهده شد معادله عمومی افت فشار مبدل های پوسته و لوله که برای جریان تکفازی پیشنهاد شده، قادر به پیش بینی رفتار افت فشار نانوسیال در رادیاتور اتومبیل نیست و دلیل این مسئله آن است که عوامل دیگری در افزایش افت فشار نانوسیال تاثیر گذار هستند که در رابطه مربوطه در نظر گرفته نشده اند.