به كارگيري و مقايسه عملكرد گرمايي و هيدروديناميكي نانوسيال‌هاي گرافن اكسيد و آلومينا در مبدل گرمايي صفحه‌اي

هدف از اين پژوهش‌ ارزيابي و مقايسه تأثير دو نوع نانوسيال پايه آب با هندسه متفاوت تشكيل شده از نانوصفحه‌هاي گرافن اكسيد و نانوذره‌هاي آلومينا بر عملكرد يك مبدل گرمايي صفحه‌اي مي‌باشد. بدين منظور نخست نانوسيال‌هاي با غلظت 0.1 درصد وزني به كمك يك دستگاه فراصوت داراي ميله سنجش و يك همزن مكانيكي پر قدرت تهيه شدند و در ادامه ويژگي‌هاي ترموفيزيكي آن‌ها شامل ضريب هدايت گرمايي، گرانروي و عدد پرانتل مورد تحليل و مقايسه قرار گرفت. به منظور آزمايش عملكردي، يك سامانه گرمايي شامل يك مبدل صفحه‌اي لحيمي مجهز به دو عدد پمپ، دو عدد جربان سنج ، چهار عدد دماسنج ، دو عدد فشارسنج، دو عدد مخزن و لوله‌هاي فولادي عايق شده، بر پا شد. شدت جريان سيال گرم (آب خالص) ثابت و از نانوسيال به عنوان سيال سرد براي خنك كردن سيال گرم در شدت جريان‌هاي 1.5، 2، 2.5، 3 و L/min 3.5 استفاده شد. عملكرد گرمايي و هيدروديناميكي از روش ارزيابي نرخ انتقال گرما، عدد ناسلت، ضريب اصطكاك، افت فشار، توان پمپاژ و سرانجام معيار ضريب عملكرد (نسبت انتقال گرماي به دست آمده به توان پمپاژ مصرفي) به دست آمد. در مقابسه با آب، گرما در مبدل و با استفاده از دو نمونه نانوسيال با نرخ بيش تري انتقال يافت به طوري كه در بيش ترين حالت (در كم ترين شدت جريان) درصد بهبود انتقال گرما در نانوسيال گرافن اكسيد و نانوسيال آلومينا به ترتيب 46 و 18 درصد بود. اين مطالعه نشان داد كه بيشينه بهبود ضريب عملكرد مبدل نسبت به آب با استفاده از نانوسيال گرافن اكسيد و در شدت جريان‌هاي كم تر از  L/min 2.5 به دست آمد (27 درصد)، در حالي كه در شدت جريان‌هاي بالاتر از L/min 2.5 ضريب عملكرد نانوسيال گرافن اكسيد افت محسوسي داشته و از نانوسيال آلومينا و حتي از آب خالص هم كم تر شده بود.