نام پژوهشگر: مهدی پوزلفی خانسری

بهینه سازی تجربی انتقال حرارت در لوله حرارتی با استفاده از نانو تیوب های کربنی
پایان نامه دانشگاه آزاد اسلامی - دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی - دانشکده فنی 1393
  مهدی پوزلفی خانسری   محمد افتخاری یزدی

در این پژوهش به بررسی بهبود عملکرد حرارتی لوله حرارتی بین دو منبع با فاصله کم و اختلاف دمای اندک پرداخته شده است. با استفاده از سوسپانسیون نانوتیوب های کربنی بهبود هدایت حرارتی سیال کاری و شرایط بهینه تعیین شده است. لوله حرارتی استفاده شده در آزمایش از نوع زیر بافت اسفنجی مسی بوده و قطر خارجی mm8 و طول آن mm240 می باشد و ساختار داخلی آن با رینگ های کوچک درگیر است تا سطح تماس و به تبع آن ظرفیت حرارتی بهبود یابد. نانوسیال mwcnts ازترکیب نانوتیوب های کربنی چند دیواره به قطرnm 30- 10 و طول 20-10 و دارای خلوص 95% با آب دو بار تقطیر شده تهیه شده است. با طراحی مدل آزمایشگاهی و به دست آوردن متغیر آزمایش یعنی دما، عملکرد لوله حرارتی در بارهای حرارتی مختلف و در دو دمای c° 10 و c°40 محیط کندانسور انجام شده است. mwcntsدر غلظت های 5/2-1 % وزنی سیال در لوله حرارتی آزمایش شده و تا غلظت بحرانی ادامه یافته است. نتایج آزمایش نشان داد در بار ورودی بالاتر ازw 10 استفاده از mwcnts کاهش تفاضل دمایی و به تبع آن کاهش مقاومت حرارتی را نسبت به آزمایش آب مقطر به دنبال دارد. هرچه بر غلظت نانو ذرات اضافه شد عملکرد لوله حرارتی بهتر شد. این روند تا رسیدن به حد غلظت بحرانی mwcnts یعنی غلظت 2 % ادامه دارد. غلظت های بیشتر از این حد مقاومت حرارتی لوله را بیشتر می کند. مقدار کمینه مقاومت حرارتی برای دمایc°40 چاه حرارتی در بار حرارتیw 60 ( حداکثر بار ورودی) غلظت بحرانی 2% وزنی نانوذرات به دست آمد که نرخ کاهش مقاومت حرارتی تا 57/28% است. آزمایش ها نشان داده اند دمای سطح لوله در اواپراتور با توجه به دمای آب کندانسور متغیر می باشد. سطح لوله حرارتی در اواپراتور در دمایc ° 10 آب کندانسور در دمای پایین تری نسبت به دمای سطح لوله در دمای c° 40 آب کندانسور قرار داشته است. با افزایش دمای کندانسور محدوده اعمال بار حرارتی و هم چنین تفاضل دمایی بین اواپراتور و کندانسور کاهش یافته است.