افزایش انتقال حرارت با استفاده از نانوسیال در سیستم خنک کننده اتومبیل
چکیده
افزایش تقاضا برای استفاده از نانوسیال‌ها در کاربردهای صنعتی سبب توجه بیشتر بسیاری از محققان شده است. در این مطالعه، بررسی افزایش انتقال حرارت با استفاده از نانوپودرهای معلق TiO2 و SiO2 در آب خالص انجام شده است. آزمایش بر روی رادیاتور یک ماشین انجام می‌گیرد و اثرات افزایش انتقال حرارت در جریان آرام برای شرایط عملیاتی مختلف بررسی می‌شود. نرخ جریان حجمی، دمای ورودی و غلظت حجمی نانوذرات به ترتیب در محدوده‌ی 2-8 LPM، 60 الی 80 درجه سانتیگراد و 1 الی 2% بوده است. نتايج نشان داد که عدد ناسلت با افزایش نرخ جريان حجمي، دماي ورودي و غلظت حجمی نانوسيال افزايش یافته است. معادله‌ی رگرسيون براي ورودي (نرخ جريان حجمي، دماي ورودي و غلظت حجمی نانوسيال) و پاسخ (عدد نسالت) به‌دست آمده است. نتایج حاصل از بررسی نشان می‌دهد که پارامترهای ورودی تأثیر قابل توجهی بر افزایش انتقال حرارت در رادیاتور ماشین دارند. این نتایج تجربی با نتایج سایر محققان مطابقت خوبی دارد و این نتایج تنها 4% با هم اختلاف دارند.
1- مقدمه
دلیل اصلی اضافه کردن ذرات جامد کوچکتر از 100 نانومتر به مایع، بهبود خواص حرارتی آن است؛ این سیال جدید، به‌عنوان نانوسیال شناخته می‌شود. در سال‌های اخیر اضافه نمودن مواد فلزی یا غیرفلزی جامد به سیال پایه مانند آب، اتیلن‌گلیکول و گلیسرول به موضوع جالبی تبدیل شده است ]1-7[. چندین کاربرد برای سیستم‌های گرمایی سیال مانند سیستم‌های خنک‌کننده‌ی اتومبیل وجود دارد ]8، 9[. برای سال‌های زیادی، سیالات پایه (آب، اتیلن‌گلیکول و گلیسرول) به‌عنوان خنک‌کننده‌های متداول در رادیاتور خودرو استفاده شده‌اند؛ با این حال، این سیالات دارای هدایت گرمایی پایینی هستند، به همین دلیل محققان به دنبال سیالاتی هستند که هدایت گرمایی بالاتری نسبت به خنک‌کننده‌های مرسوم ارائه دهند. این مسئله باعث شده است که نانوسیال‌ها به جای سیالات پایه استفاده شوند ]10، 11[. انتقال حرارت حرارتی جابجایی اجباری برای خنک شدن گردش آب در یک رادیاتور اتومبیل توسط پیغمبرزاده و همکاران ]12[ بررسی شده است. اثرات مقادیر مختلف نانوذرات آلومینیوم‌اکسید بر عملکرد انتقال حرارت رادیاتور خودرو به‌صورت آزمایشگاهی تعیین شده است. محدوده‌ی نرخ جریان از 2 تا 6 LPM با تغییر دمای ورودی سیال برای تمام آزمایش‌ها تغییر کرده است. نتایج نشان داد که انتقال حرارت به‌وسیله‌ی نانوسیال‌ها در مقایسه با آب، 40% افزایش دارد. بررسی عددی انتقال حرارت جریان آرام (CuO و Al203) با اتیلن‌گلیکول و آب در داخل لوله‌ی مسطح رادیاتور اتومبیل توسط وجیها و همکاران ]13[ مورد تحلیل قرار گرفته است.
Abstract
The increasing demand of nanofluids in industrial applications has led to increased attention from many researchers. In this paper, heat transfer enhancement using TiO2 and SiO2 nanopowders suspended in pure water is presented. The test setup includes a car radiator, and the effects on heat transfer enhancement under the operating conditions are analyzed under laminar flow conditions. The volume flow rate, inlet temperature and nanofluid volume concentration are in the range of 2–8 LPM, 60–80 °C and 1–2% respectively. The results showed that the Nusselt number increased with volume flow rate and slightly increased with inlet temperature and nanofluid volume concentration. The regression equation for input (volume flow rate, inlet temperature and nanofluid volume concentration) and response (Nusselt number) was found. The results of the analysis indicated that significant input parameters to enhance heat transfer with car radiator. These experimental results were found to be in good agreement with other researchers' data, with a deviation of only approximately 4%.
1. Introduction
The main reason solid particles less than 100 nm are added to a liquid is to improve its thermal properties; this new fluid is then defined as a nanofluid. Solid metallic or nonmetallic materials dispersed in base fluids such as water, ethylene glycol and glycerol have become a topic of interest in recent years [1–7]. There are various applications of thermo fluid systems, including automotive cooling systems [8,9]. Base fluids (water, ethylene glycol and glycerol) have been used as conventional coolants in an automobile radiator for many years; however, these offered low thermal conductivity, which has prompted researchers to find fluids that offer higher thermal conductivity compared to that of conventional coolants. This resulted in nanofluids being used instead of these base fluids [10,11]. Forced convection heat transfer to cool circulating water from an automobile radiator was carried out by Peyghambarzadeh et al. [12]. The effects of different amounts of Al2O3 nanoparticles on the heat transfer performance of the automobile radiator were determined experimentally. The range of flowrate changed from 2 to 6 LPM with the changing inlet temperature of the fluid for all the experiments. The results showed a 40% increase in heat transfer by nanofluids compared to water. A numerical study of laminar heat transfer (CuO and Al2O3) with ethylene glycol and water inside the flat tube of a car radiator was carried out by Vajjha et al. [13].
چکیده
1- مقدمه
2- کار آزمایشگاهی
2-1 روند و مراحل کار آزمایشگاهی
2-2 جمع‌آوری داده‌های تجربی
3- نتایج و بحث
1 طراحی انجام آزمایش و تحلیل داده‌ها
2 ANOVA برای عدد ناسلت
3 اثرات اصلی پارامترها بر روی عدد ناسلت
4- نتیجه‌گیری
Abstract
1. Introduction
2. Experimental work
2.1. Experimental setup and procedure
2.2. Experimental data collection
3. Results and discussions
3.1. Experimental design and data analysis
3.2. ANOVA for Nu
3.3. Main effects of parameters on Nu
4. Conclusions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه