تحليل تجربي انتقال حرارت همرفتي نانو ذرات كلوئيدي و پودري Fe3O4 در روغن ترانسفورماتورهاي برق

Experimental Analysis of Colloidal and Powder Nanoparticles Effects on Theconvective Heat Transfer in Transformer Oil

بررسي تجربي انتقال حرارت همرفت، در نانو روغن حاوي نانو ذراتFe3O4 پودري و بدون پايدارساز و همچنين نانو روغن حاوي نانو ذرات كلوئيدي Fe3O4، به همراه پايدارساز هدف اصلي مقاله پيش رو است. بدين منظور، از روغن Nytro Libra كه روغن متعارف در ترانسفورماتورهاي قدرت است، به عنوان روغن پايه استفاده شده است. نتايج تحقيقات نشان مي‌دهد ، استفاده از نانو ذرات مشخصه هاي انتقال حرارت سيال پايه را بهبود مي‌دهد. همچنين براساس مشاهدات تجربي استفاده از نانوذرات به صورت پودري باعث كاهش و نانو ذرات كلوئيدي باعث افزايش خاصيت دي الكتريك روغن ترانسفورماتور مي‌گردد. لذا بررسي رفتار انتقال حرارتي اين دو نوع نانوروغن حائز اهميت خواهد بود. نتايج مطالعه پيش رو نشان مي‌دهد كه ضريب انتقال حرارت همرفتي نانو روغن حاوي نانوذرات به شكل پودر در حالت شار حرارتي ثابت در لوله، با غلظت حجمي 0/1% و 0/3% به ترتيب به ميزان 7% و 9/5% نسبت به نانو روغن حاوي نانوذرات كلوئيدي و همچنين 6/5% و 2/4% نسبت به روغن پايه بيشتر است. در ادامه، دلايل رفتار انتقال حرارتي نمونه‌هاي نانو روغن مورد بحث قرار گرفته و استدلال ديگر محققان در اين زمينه نيز مورد توجه قرار گرفته است.

Experimental study of convective heat transfer in nano-fluid, containing Fe3O4powder nano-particles without stabilizer and nano-fluid containing colloidal nanoparticles of Fe3O4, with stabilizer, is the main aim of this work. For this purpose, the Nytro Libra oil, as a conventional oil in power transformers has been considered as the base oil. Results show thatthe use of nanoparticles, improves the base fluid heat transfer characteristics. Alsobased on the experimental observations, the use of nanoparticles in the powder form, decreases and in the colloidal form increases the dielectric properties of transformer oil. Hence, the thermal behavior of the two types of nano-oils would be important. The results in present study showed that the convective heat transfer coefficient of nanofluid, containing nano-particles in the powder form in a tube with constant heat flux, and volume concentration of 0.1% and 0.3%, is 7% and 9.5% mare than nano-oil containing colloidal particles and also 6.5% and 2.4% higher than the base oil, respectively. Finally, thermal behavior of different nano-oils samples are discussed, and other researcher’s arguments are also taken into consideration.