بررسی عملکرد رادیاتور اتومبیل با عمل کردن خنک کننده ها مبتنی بر نانوسیال
چکیده
سال‌های زیادی است که به‌طور گسترده از آب و اتیلن گلیکول به‌عنوان خنک‌کننده‌های معمولی در رادیاتور اتومبیل‌ها استفاده می‌شود. این سیال‌های انتقال حرارت، هدایت حرارتی کمی دارند. با توسعه‌ی فناوری نانو، نوع جدیدی از سیالات انتقال حرارت تولید شد که به‌نام نانوسیالات شناخته می‌شوند، با توسعه و انجام تحقیقات مشاهده گردید که این سیالات در مقایسه با خنک‌کننده‌های معمولی، هدایت گرمایی بالاتری دارند. این مطالعه بر روی کاربرد اتیلن گلیکول حاوی نانوسیالات مس در سیستم خنک‌کننده‌ی اتومبیل متمرکز شده است. به منظور بررسی افزایش انتقال حرارت در رادیاتور یک اتومبیل براساس عمل کردن خنک‌کننده‌ها به‌عنوان نانوسیال، داده‌های ورودی مرتبط، خواص نانوسیال و روابط تجربی از منابع مختلف به‌دست آمده است. در این تحقیق، مشاهده شده است که ضریب انتقال حرارت کلی و نرخ انتقال حرارت در سیستم خنک‌کننده‌ی موتور با استفاده از نانوسیالات (اتیلن گلیکول به‌عنوان سیال پایه) در مقایسه با اتیلن گلیکول خالص (یعنی سیال پایه) افزایش پیدا کرده است. همچنین ملاحظه گردید که حدود 8/3% افزایش انتقال حرارت با اضافه کردن 2% ذرات مس در سیال پایه برای عدد رینولدز 6000 و 5000 به ترتیب برای هوا و خنک‌کننده حاصل شده است. علاوه بر این، کاهش مساحت جانبی هوا تخمین زده شده است.
1- مقدمه
توسعه‌ی مستمر فن‌آوری در صنایع اتومبیل سبب افزایش تقاضا برای ایجاد موتورهایی با کارایی بالا شده است. استفاده از موتورهایی با کارایی بالا فقط برای ایجاد عملکرد مناسب نیست، بلکه بهره‌گیری از این موتورها باعث صرف‌جویی در مصرف سوخت و آلودگی کمتر می‌شود. برای ایجاد یک جهان بدون آلودگی و سبز نیاز است که وزن وسایل نقلیه با ایجاد طراحی بهینه و اندازه‌ی رادیاتور کم گردد. اضافه کردن پره‌ها یکی از روش‌های افزایش نرخ خنک‌کنندگی در رادیاتور است. این مسئله مساحت انتقال حرارت بزرگتر را فراهم کرده و سبب بیشتر شدن ضریب انتقال حرارت جابجایی هوا می‌شود. همچنین روش‌های سنتی افزایش نرخ خنک‌کننده با استفاده از پره‌ها و میکروکانال در حال حاضر با محدودیت‌های مواجه شده است ]1[. علاوه بر این، سیالات انتقال حرارت در هوا و سیال جانبی مانند آب و اتیلن گلیگول دارای هدایت گرمایی بسیار پایینی هستند در نتیجه برای بهبود نرخ انتقال حرارت در رادیاتور اتومبیل نیاز به سیالات انتقال حرارت جدید و ایجاد نوآوری در این حوزه هست.
Abstract
Water and ethylene glycol as conventional coolants have been widely used in an automotive car radiator for many years. These heat transfer fluids offer low thermal conductivity. With the advancement of nanotechnology, the new generation of heat transfer fluids called, “nanofluids” have been developed and researchers found that these fluids offer higher thermal conductivity compared to that of conventional coolants. This study focused on the application of ethylene glycol based copper nanofluids in an automotive cooling system. Relevant input data, nanofluid properties and empirical correlations were obtained from literatures to investigate the heat transfer enhancement of an automotive car radiator operated with nanofluid-based coolants. It was observed that, overall heat transfer coefficient and heat transfer rate in engine cooling system increased with the usage of nanofluids (with ethylene glycol the basefluid) compared to ethylene glycol (i.e. basefluid) alone. It is observed that, about 3.8% of heat transfer enhancement could be achieved with the addition of 2% copper particles in a basefluid at the Reynolds number of 6000 and 5000 for air and coolant respectively. In addition, the reduction of air frontal area was estimated.
1. Introduction
Continuous technological development in automotive industries has increased the demand for high efficiency engines. A high efficiency engine is not only based on its performance but also for better fuel economy and less emission. Reducing a vehicle weight by optimizing design and size of a radiator is a necessity for making the world green. Addition of fins is one of the approaches to increase the cooling rate of the radiator. It provides greater heat transfer area and enhances the air convective heat transfer coefficient. However, traditional approach of increasing the cooling rate by using fins and microchannel has already reached to their limit [1]. In addition, heat transfer fluids at air and fluid side such as water and ethylene glycol exhibit very low thermal conductivity. As a result there is a need for new and innovative heat transfer fluids for improving heat transfer rate in an automotive car radiator
چکیده
1- مقدمه
2- نقش نانوسیالات در افزایش هدایت حرارتی
3- نقش نانوسیالات در افزایش انتقال حرارت جابجایی اجباری و افت فشار مرتبط
4- داده های ورودی و مشخصه های عملیاتی
5- فرمول بندی ریاضی اتیلن گلیکول حاوی نانوسیالات مس در رادیاتور اتومبیل
5-1 محاسبات جانبی هوا
5-2 محاسبات جانبی نانوسیال
5-3 شرایط آزمایش
6- نتایج و بحث
6-1 تاثیر کسر حجمی ذارت مس بر روی هدایت گرمایی یک رادیاتور اتومبیل
6-2 تاثیر عدد زینولدز بر روی عملکرد گرمایی یک رادیاتور
6-3 تاثیر عدد رینولدز خنک‌کننده بر روی عملکرد گرمایی یک رادیاتور
6-4 مقایسه افت فشار خنک کننده
7- نتیجه‌گیری
Abstract
Keywords
Nomenclature
1. Introduction
2. Nanofluids in enhancing thermal conductivity
3. Nanofluids in enhancing forced convective heat transfer and relevant pressure drop
4. Input data and operating characteristics
5. Mathematical formulation of ethylene glycol based copper nanofluids in an automotive car radiator
6. Results and discussions
7. Conclusion
- 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