مقایسه آزمایشگاهی شرط مرزی شار حرارتی ثابت و پله در انتقال حرارت و جریان دو سیال عامل نانوفروفلوید و آب

در این پژوهش به صورت آزمایشگاهی اثر دو مکانیزم غیرفعال بر بهبود انتقال حرارت در یک لوله صاف مورد بررسی قرار گرفته است. استفاده از نانوسیال اکسیدآهن۳ (نانوسیال مغناطیسی) در قیاس با آب خالص به عنوان سیال عامل یکی از روش های بکار رفته در این پژوهش است و روش دوم تغییر در نحوه اعمال شار حرارتی یکنواخت بر دیواره لوله است. برای این منظور یک بستر آزمون شامل لوله مسی، مخزن ذخیره سیال، فلومتر، سیستم خنک کننده، سنسورهای تماسی دما، دیتا لاگر، پمپ، مبدل حرارتی و فشارسنج ساخته شده است. نانوسیال تهیه شده در این پژوهش تحت اثر مکانیزم های مختلف از جمله پتانسیل زتا، DLS و TEM مورد آزمون و تائید قرار گرفت. بررسی اثر سه نوع شار حرارتی یکنواخت، پله صعودی و پله نزولی بر انتقال حرارت و جریان نانوسیال مغناطیسی و همچنین آب بررسی شده است. رژیم جریان آرام و به صورت هیدرودینامیکی توسعه یافته و به صورت حرارتی در حال توسعه فراهم شده است. بررسی ها در رینولدزهای ۵۳۵، ۱۰۷۰، ۱۶۰۵ و ۲۱۴۰ انجام شد. جهت صحت سنجی نتایج آزمایشگاهی، آنالیز عدم قطعیت انجام شده و حداکثر مقدار ۸/۱% بدست آمده است. میزان خطای قابل قبول در بررسی تطابق نتایج آزمایشگاهی با رابطه شاه و لاندن بدست آمده است. نتیجه بررسی آزمایشگاهی، بهبود راندمان انتقال حرارت با بکارگیری دو مکانیزم بهره گیری از نانوسیال مغناطیسی و همچنین استفاده از شار حرارتی غیر ثابت گزارش شده است.

کلیدواژه ها:

انتقال حرارت و جریان ، شار حرارتی غیر ثابت ، نانوفروفلوید ، جریان آرام