مطالعه تجربي تأثير پارامترهاي مؤثر بر ضريب هدايت حرارتي نانوسيال هيبريدي پنج جزئي

Experimental Study of the Effect of Effective Parameters on the Thermal Conductivity of a Five-component Hybrid Nanofluid

در اين پژوهش رفتار حرارتي نانوسيال هيبريدي پنج جزئي بر پايه براي نخستين‌بار در شرايط آزمايشگاهي مختلف مورد تجزيه و تحليل و بررسي قرار گرفت. بررسي اين نانوسيال با توجه به اهميت نانولوله‌هاي كربني و اينكه نانوسيالات هيبريدي داراي خواص ويژه‌اي هستند و كم بودن مطالعاتي با حضور سه نانوذره و دو سيال پايه، داراي اهميت است. اندازه‌گيري‌هاي تجربي ضريب هدايت حرارتي توسط دستگاه KD2 Pro در كسرحجمي‌هاي %9/0-%05/0 و دماهاي انجام گرديد. براي شناسايي، تأييد ساختار و مورفولوژي نانوذرات از روش‌هاي عكس‌برداري TEM، SEM و آناليز XRD استفاده گرديد. نتايج نشان داد كه ضريب هدايت حرارتي نسبي در كسر حجمي‌ها و دماهاي بالا، بسيار بيش‌تر از كسرحجمي‌هاي پايين است. علت اين موضوع، افزايش انرژي جنبشي و حضور بيش‌تر نانوذرات است. همچنين افزايش دما تأثير كمي بر روي افزايش ضريب هدايت حرارتي نسبي داشت. بيش‌ترين افزايش ضريب هدايت حرارتي به ميزان %3/28 در كسر حجمي و دماي 9/0 و °C 50 به ترتيب حاصل شد. كمترين افزايش ضريب هدايت حرارتي به ميزان %4/1 در دماي °C 26 و كسر حجمي%05/0 بدست آمد. مدل ارائه شده براي پيش بيني ضريب هدايت حرارتي نانوسيال با استفاده از روش سطح پاسخ داراي دقت خوبي بود به گونه‌اي كه تطابق خوبي بين نتايج مدلسازي و داده‌هاي آزمايشگاهي وجود دارد. مقادير ، ، ، و بيانگر دقت خوب مدلسازي هستند. نتايج آناليز حساسيت نيز بيانگر افزايش ميزان حساسيت با افزايش كسر حجمي نانوذرات است.

In this study, the thermal behavior of a five-component hybrid nanofluid Al2O3(40%)/SiO2(45%)/MWCNT(15%)-Water(60%)/EG(40%) for the first time in different laboratory conditions is analyzed. The study of this nanofluid is important because of the importance of carbon nanotubes, the fact that hybrid nanofluids have special properties and the few studies with the presence of three nanoparticles and two base fluids. Experimental measurements of thermal conductivity are performed by KD2 Pro in volumetric fractions of 0.05-0.9% and temperatures of 26-50°C. TEM, SEM and XRD analysis methods are used to identify and confirm the structure and morphology of nanoparticles. The results show that the relative thermal conductivity in the high volume fraction and temperatures is much higher than the low volume fraction. This is due to the increased kinetic energy and the presence of more nanoparticles. Also, increasing the temperature has a small effect on increasing the relative thermal conductivity. The highest increase in thermal conductivity is 28.3% in volume fraction and temperature of 0.9% and 50 ° C, respectively. The lowest increase in thermal conductivity is 1.4% at 26 ° C and volume fraction of 0.05%. The proposed model for predicting the thermal conductivity of nanofluid using the response surface method is so accurate that there is a good agreement between the modeling results and laboratory data. The values of R-squared=0.9936, CV%=0.55, -1.85%