بررسی انتقال حرارت نانوسیالات در یک مبدل حرارتی

در این پژوهش اثر افزودن نانولوله‏های کربنی به آب در ضریب انتقال حرارت جابجائی اجباری و آشفته در یک مبدل دولوله‏ای مورد آزمایش قرار گرفته است. بیشتر سیال‏ها ضریب هدایت حرارتی پایینی نسبت به جامدات دارند لذا افزودن ذرات جامد با ضریب هدایت حرارتی بالا می‏تواند باعث افزایش ضریب انتقال حرارت جابجائی آنها شود. نانوذرات به‏دلیل داشتن نسبت سطح به حجم بالا، دارای خصوصیات متفاوتی نسبت به حالت معمولی خود هستند و ضریب هدایت حرارتی متفاوتی دارند. در این پژوهش نانولوله‏های کربنی با قطر nm 20 تا nm 30 تهیه و با استفاده از سدیم دودسیل سولفات در آب به‏صورت پایدار در آمده است. نانوسیال با غلظت‏های مختلف wt 1/0%، wt 2/0% و wt 4/0% برای بررسی تاثیر غلظت نانوذرات بر ضریب انتقال حرارت جابجائی آماده گردید. برای انجام آزمایش‏ها یک مبدل دولوله‏ای ساخته شد و نانوسیال در لوله‏ی داخلی مورد آزمایش قرار گرفت. آزمایش‏ها در محدوده‏ی عدد رینولدز 8.000 تا 16.000 انجام گرفت. مشاهده شد که با افزایش غلظت نانولوله‏های کربنی در آب، ضریب انتقال حرارت کلی مبدل و ضریب انتقال حرارت جابجائی در لوله به‏طور منظم کاهش یافته است. علت این امر می‏تواند پایین‏تر بودن ضریب هدایت حرارتی نانوسیال نسبت به آب بر اثر کاهش نسبت طول به قطر نانولوله‏های کربنی در مراحل آماده‏سازی نانوسیال باشد که موجب عدم ارتباط مناسب نانولوله‏ها و کاهش هدایت حرارتی نانوسیال می‏شود. همچنین مقاومت تماسی بین آب و نانولوله‏های کربنی نیز می‏تواند عامل موثر دیگری در کاهش ضریب هدایت حرارتی مخلوط باشد.