مطالعه اثر نانو سيال در تبادلگر حرارتي خنك كاري روغن موتور ديزل دريايي

Study of the effect of nano-fluid in the diesel-cooled diesel engine oil cooler

در پژوهش حاضر به منظور بررسي ثمر بخشي استفاده از نانو سيال در تبادلگر‌هاي حرارتي خنك كن روغن موتور ديزل دريايي، سه سيال متفاوت با درصد حجمي‌هاي متفاوتي از مواد نانو (Al2O3) در بازه رينولدزي 3 تا 48 هزار مورد بررسي قرار گرفت. از آنجايي كه در تبادلگر‌هاي حرارتي پوسته و لوله شرط مرزي حاكم در سطح تبادل حرارت، متفاوت از شرط هاي مرزي مرسوم و معروف دما ثابت يا شار ثابت در ديواره است، به حل همزمان جريان گرم و سرد درون تبادلگر پرداخته شد. تكفاز بودن نانو سيال، از جمله فرضيات بكار گرفته شده است. نتايج نشان مي‌دهد اضافه كردن نانوذرات به سيال پايه در رينولدز‌هاي پايين باعث ضريب عملكرد بالاتري در تبادلگر مي‌شود. با افزايش درصد حجمي نانوذرات ضريب عملكرد مبدل كاهش پيدا مي‌كند و حالت بهينه و ماكزيمم عملكرد مبدل حرارتي در درصد هاي حجمي مورد بررسي در رينولدز 20000 براي آب و 12000 براي اتيلن گلايكول اتفاق مي‌افتد. به عبارت ديگر انتخاب سيال پايه با ضريب عملكرد بالاتر بسته به محدوده عدد رينولدز دارد. همچنين در اين پژوهش به بررسي آب دريا به عنوان يه سيال خنك كننده در دسترس موتور ديزل دريايي پرداخته شد.

In the present study, three different fluids with different volumes of nano materials(Al2O3) in the Reynolds range of 3 to 48 thousand were investigated for the purpose of evaluating the effect of using nanofluid in heat exchangers. The converter in the submarine engine come to use of as a motor oil cooler. The results show that the addition of nanoparticles to the base fluid in the lower reynolds results in a higher performance factor in the exchanger. By increasing the volumetric percentage of nanoparticles, the converter's performance factor decreases. Optimum mode and maximum heat exchanger performance, in all volumetric percentages, occurs in Reynolds 20,000 for water and 12,000 for ethylene glycol. In other words, the choice of base fluid with a higher performance factor depends on the Reynolds number range. Also, this study examined sea water as a cooling fluid available to the marine diesel engine.
Keywords: Nano fluid, Heat exchanger, Volume percentage, Reynolds number