ارزيابي عملكرد مبدل حرارتي لوله مارپيچ و لوله مستقيم با استفاده ازنانو سيال هيبريدي

Evaluation of Performance of both Spiral and Direct Tube Heat Exchanger Using the Hybrid Nano fluid

در اين پژوهش مقايسه انتقال حرارت مبدل حرارتي لوله مارپيچ و لوله مستقيم با استفاده از نانو سيال هيبريدي در جريان مغشوش به صورت تجربي پرداخته شده است. نانو سيال مورد استفاده در اين پژوهش متشكل از مخلوط نانو ذره اكسيد تيتانيوم، اكسيد سيليسيم و اكسيد منيزيم با قطر متوسط (30-20 نانومتر) در سيال پايه آب در محدوده دمايي بين 60-30 درجه سانتي گراد مي باشد. نانو ذرات در محدوده كسرهاي حجمي 0.25, 0.5, 0.75 و 1 درصد استفاده شده است. نتايج حاصل نشان داد كه عدد ناسلت، با افزايش عدد رينولدز و كسر حجمي در لوله مارپيج نسبت به لوله مستقيم به طور متوسط %6/6 درصد افزايش پيدا كرد. همچنين نتايج كه به صورت اختلاف دما گزارش شده است، استفاده از نانو ذرات مذكور در لوله مارپيچ نسبت به لوله مستقيم در كسر حجمي %25 و دماي60 درجه سانتي گراد %37/6 افزايش دارد. درصد افزايش اختلاف دماي بهينه نانوسيال هيبريدي در لوله مارپيچ در كسر حجمي %25 و دماي 60 درجه سانتي گراد مي باشد كه نسبت به سيال پايه افزايش 10 درصدي و در لوله مستقيم در كسر حجمي %75 و دماي 60 درجه سانتي گراد نسبت به سيال پايه باعث افزايش 6 درصدي اختلاف دما مي شود.

In this study, the comparison of the heat transfer of heat exchanger of the spiral tube and the direct pipe using the hybrid nanofluid in the turbulent flow has been empirically investigated.The nano fluid used in this study consists of a mixture of titanium oxide, silicon oxide and magnesium oxide with a medium diameter (20-30 nm) in a base water fluid at a temperature range of 60 to 30 ° C. Nanoparticles have been used in the volume fractions range of 0.25, 0.5, 0.75 and 1%.The results showed that the Nusselt number increased by increasing the Reynolds number and the concentration in the spiral tube compared to the direct tube by 6.6% on average. Also, the results are reported as temperature difference, the use of nanoparticles in the spiral tube is higher than the direct tube in the volume fraction of 0.25% and the temperature of 60 ° C, 37.6%. The percentage increase in the optimal temperature difference of the hybrid nano fluid in the spiral tube in the volume fraction is 0.25% and 60 ° C, which is 10% higher than the base fluid and in the direct tube in the volume fraction of 0.75% and 60 ° C Compared to the base fluid, the temperature difference is increased by 6%.