بررسي تجربي معيارهاي مختلف قضاوت گرمايي نانوسيالات در رژيم جريان لايه اي در مبادله كن گرمايي پره‌دار

An Experimental Study of Different Criteria for Laminar Thermal Judgment of Nanofluids in a Finned Heat Exchanger

اين تحقيق به پيدا كردن يك معيار مناسب براي قضاوت گرمايي در مورد نانوسيالات اختصاص داده شده است. اهميت اين مسئله از گمراه كننده بودن، ادعاي وجود انتقال گرماي بيشتر براي نانو سيال در مقايسه با سيال پايه، در صورت غفلت از اثرات هيدروليك مانند افزايش افت فشار، ناشي مي­شود. براي روشن شدن موضوع، دستگاه تجربي با توانايي ايجاد معيارهاي عدد رينولدز ثابت و توان پمپاژ ثابت ساخته شده و رفتار گرمايي نانوسيال اكسيد سيليسيم / آب و آب مقطر در رژيم جريان لايه ­اي و در ناحيه­ ي در حال توسعه هيدروليكي و گرمايي بررسي شده است. در اين راستا، ضريب انتقال گرما در داخل مبادله­ كن گرمايي لوله پره دار ارزيابي شده است، نتايج براي دماهاي مختلف ورودي و غلظت هاي مختلف نانو سيال براي هر دو معيار عدد رينولدز ثابت و توان پمپاژ ثابت ارائه گرديده است. مطابق نتايج ارائه شده، ميزان غلظت نانوذرات در سيال پايه تاثير بسيار زيادي بر مقدار انحراف اين دو معيار خواهد داشت به نحوي كه هر قدر غلظت نانوسيال مورد استفاده بيشتر باشد، ميزان اختلاف بين اين دو معيار نيز بيشتر خواهد شد و لذا در اين كار به دليل غلظت پائين نانوسيال، استفاده از هريك از معيار ها تفاوت قابل توجهي در نتايج بدست آمده ايجاد نكرده است.

This work is devoted to find an appropriate criterion for thermal judging of nanofluids. The importance of this issue arises from the possible misleading which asserts an existence of extra heat transfer for nanofluid compared to the base fluid, neglecting the hydraulic effects such as increasing the pressure drop. To clarify the issue, an experimental apparatus with ability of making fixed Reynolds number and constant pumping power was constructed and thermal behavior of silicon oxide/ water nanofluid and distilled water are investigated in the laminar and developing regions. In this regard, heat transfer coefficient inside the finned air cooled heat exchanger is evaluated. Results are provided for different inlet temperatures and different nanofluid concentrations for two criteria of fixed Reynolds number and constant pumping .According to the results, the concentration of the nanoparticles in the base fluid will have a huge impact on the amount of deflection of these two measures, so that by increasing the concentration of nanofluids, the difference between these two measures becomes greater, hence in this work due to the low concentration of nanofluids, the use of any of the criteria did not make a significant difference in the results.