مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی آزمایشگاهی انتقال حرارت جابجایی نانوسیال آبی Al2O3 در میکرومبدل حرارتی

نویسندگان
1 فارغ التحصیل
2 رییس دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد ماهشهر
3 عضو هیات علمی دانشگاه علم و صنعت ایران
چکیده
در این پژوهش، انتقال حرارت جابجایی اجباری آب خالص و نانوسیال آلومینا - آب با غلظت‌های حجمی 5/0% و 1% درون یک گرمازدای میکروکانال به صورت تجربی بررسی شد. این گرمازدای میکروکانال، دارای 17 کانال موازی با سطح مقطع مستطیل شکل به عرض µm 400، ارتفاع µm 560 و طول mm50 می‌باشد. آزمایش‌ها در محدوده رینولدز 600 تا 1800 و همچنین در شرایط شار حرارتی ثابت (W/cm2 19) صورت گرفت. مطالعات پایداری نشان داد نانوسیال آلومینا - آب در 3pH = به مدت 3 ساعت در یک حمام ارتعاش دهنده مافوق صوت، بیشترین مدت زمان پایداری را نشان می‌دهند. تغییرات دمای سطح میکروکانال، دمای سیال در ناحیه ورودی میکروکانال، ضریب انتقال حرارت متوسط نانوسیال و آب خالص و ضریب اصطکاک آن‌ها به صورت آزمایشگاهی اندازه‌گیری شد. همچنین مقایسه بین عدد ناسلت متوسط نانوسیال با روابط موجود انتقال حرارت جابجایی انجام گردید. نتایج نشان می‌دهد که انتقال حرارت با استفاده از نانوسیال نسبت به آب خالص افزایش قابل توجهی از خود نشان می دهد. به طوریکه بیشترین مقدار افزایش ضریب انتقال حرارت متوسط برای نانوسیال آلومینا- آب با غلظت 5/0% حدود 8/32% و برای نانوسیال آلومینا- آب با غلظت 1% حدود 7/49% نسبت به آب خالص می‌باشد. همچنین مشخص شد که با افزایش عدد رینولدز و همچنین کسر حجمی نانوذره ضریب انتقال حرارت افزایش می‌یابد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Experimental investigation of convective heat transfer of Al2O3/water nanofluid through the micro heat exchanger

نویسندگان English

Mohammad Salimi 1
Seyed Mohsen Peyghambarzadeh 2
Seyed Hasan Hashemabadi 3
Alireza Chabi 1
چکیده English

In this study, the forced convective heat transfer of pure water and alumina-water nanofluid with volume concentration of 0.5% and 1%, as a cooling fluid through a microchannel heat exchanger was experimentally investigated. This microchannel consists of 17 parallel channels with a rectangular cross section with 400 µm width, 560 µm height and 50 mm length. The experiments were performed in the range 600 to 1800 of Reynolds and constant heat flux conditions (19 W/cm2). Stability studies showed that alumina-water nanofluid at pH = 3 for 3 hours in a bath of the ultrasonic vibrating demonstrate the maximum stability. The variations of microchannel surface temperature, fluid temperature at the entrance region of the microchannel, average heat transfer coefficient of nanofluid and pure water, and their friction factor measured experimentally. Also comparison between average Nusselt number with existing heat transfer relationships was performed. The results show that heat transfer using nanofluid shows considerably increase in comparison to water. So that the maximum amount of average heat transfer coefficient for alumina-water nanofluid with 0.5% concentrations is about 32.8% and for alumina-water nanofluid with 1% concentrations about 49.7% in comparison to pure water. It was also found that the heat transfer coefficient increases with increasing Reynolds number and nanoparticle volume fraction.

کلیدواژه‌ها English

Microchannel
Nanofluid
Convective heat transfer
Heat Transfer Coefficient