بررسی تجربی اثربخشی نانوذرات هیبریدی TiO۲/SiC بر روی عملکرد انتقال حرارت مایع خنک کننده رادیاتور خودرو

در این مقاله یک نانوسیال جدید مبتنی بر نانوذرات هیبریدی برای خنک کاری رادیاتور موتورهای احتراق داخلی سنتز شد. نانوذرات تیتانیوم اکسید (TiO۲) وسیلیسیم کاربید (SiC) که در چهار غلظت متفاوت و ترکیبی ۱، ۲، ۳ و ۴% جرمی در سیال پایه اتیلن گلیکول، در ۴ دمای ورودی به رادیاتور در حالت های ۸۰، ۸۵، ۹۰ و ۹۵ درجه سانتی گراد مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت.  مجموع غلظت جرمی نانوذرات هیبریدی در سیال پایه ۵% بود. به منظور پیاده سازی شرایط سیستم خنک کاری یک موتور احتراق داخلی، یک مجموعه بستر آزمایشی شامل پمپ، رادیاتور، بویلر، لوله های ارتباطی، دماسنج و... آماده سازی شد و این مجموعه آزمایشی پس از کالیبراسیون دستگاه های اندازه گیری، آزمایش ها در ۵ حالت مختلف شامل، سیال پایه و ۴ نانوسیال هیبریدی در درصدهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت و دمای سیال ورودی و خروجی به رادیاتور در هر آزمایش ثبت شد. بررسی نتایج نشان داد، که با افزوده شدن نانوذرات به سیال پایه، چگالی و ویسکوزیته نانوسیال افزایش می یابد. دمای انجماد در حالت ۴%TiO۲+۱%SiC کاهش ۴/۴ درجه سانتی گرادی را نسبت به حالت پایه را نشان می دهد و تا ℃۴/۴۱- کاهش را تجربه می کند. همچنین در خصوص نقطه دمای جوشش در حالت ۲%TiO۲+۳%SiC دما مقدار ℃۴/۹ افزایش را نسبت به حالت سیال پایه را نشان می دهد، که این افزایش منجر به دمای ℃۴/۱۱۸ خواهد شد. در نهایت کاربرد نانوسیالات در سیستم خنک کاری موتور نشان داد، که بهترین عملکرد متعلق به نانوسیال هیبریدی با ۳%TiO۲+۲%SiC است، که نتایج نشان داد، عدد ناسلت درکلیه حالت های نانوسیال هیبریدی با ۳%TiO۲+۲%SiC تقریبا ۲۰ درصد افزایش نسبت به حالت پایه (فقط اتیلن گلیکول) را در پی خواهد داشت.

کلیدواژه ها:

Nanofluid ، hybrid ، ethylene glycol ، cooling ، radiator ، نانوسیال ، هیبریدی ، اتیلن گلیکول ، خنک کاری ، رادیاتور