مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی تاثیر نوار مارپیچ برش خورده و نانوسیال آلومینا بر انتقال حرارت در مبدل حرارتی دولوله‌ای

نویسندگان
1 کارشناسی ارشد/ دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی سهند
2 هیات علمی دانشگاه صنعتی سهند، دانشکده مهندسی شیمی
3 هیات علمی/ دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی سهند
4 کارشناسی ارشد/دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی سهند
چکیده
در مطالعه حاضر انتقال حرارت جابجایی اجباری آب و نانوسیال آلومینا در یک مبدل حرارتی دولوله‌ای مجهز به نوار مارپیچ معمولی و نوار مارپیچ برش خورده، بصورت تجربی بررسی شده و تاثیر غلظت نانوسیال و حضور نوارمارپیچ معمولی و برش خورده بر انتقال حرارت مورد مطالعه قرار گرفته‌است. آزمایشات در رژیم جریان مغشوش در محدوده عدد رینولدز 4000 تا 34000 انجام شده و غلظت نانوسیال مورد استفاده 025/0، 05/0 و 1/0 درصد حجمی می‌باشد. نتایج مطالعات حرارتی حاکی از افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی نانوسیال نسبت به سیال پایه می‌باشد. افزایش غلظت نانوسیال به‌صورت کلی باعث بهبود انتقال حرارت شده‌است. همچنین تاثیر استفاده از نانوسیال در اعداد رینولدز بالا بیشتر می‌باشد. استفاده از لوله حاوی نوار مارپیچ برش خورده و نانوسیال، نسبت به لوله خالی و لوله با نوار مارپیچ معمولی و سیال پایه، موجب افزایش انتقال حرارت و عدد ناسلت شده‌است. بررسی افت فشار سیستم نشان داد که نانوسیال مورد استفاده با غلظت‌های ذکر شده باعث افزایش اندکی در افت فشار شده که قابل صرف نظر کردن می‌باشد. اما نوارهای مارپیچ داخل لوله به علت ایجاد مقاومت و افزایش سطح تماس، باعث افزایش افت فشار سیستم شده و ضریب اصطکاک را نیز افزایش می‌دهند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Effect of cut twisted tape and Al2O3 nanofluid on heat transfer of double tube heat exchanger

نویسندگان English

Samira Khanjani 1
Akram Tavakoli 2
Davood Jalali Vahid 3
Meysam Nazari 4
2 Faculty of chemical engineering, Sahand university of technology
چکیده English

In this study, forced convective heat transfer characteristics of /water nanofluid flowing through a double pipe heat exchanger with plain twisted tape and cut twisted tape inserts is investigated experimentally to reveal the effect of cut twisted tape and nanofluid concentration on heat transfer. Experiments are conducted in a turbulent flow regime with Re number ranging from 4000-34000 and in the particle volume concentration range of 0<φ<0.1%.The results of thermal studies showed enhancement of convective heat transfer with nanofluids compared with flow of water. Also it was found that in higher Reynolds numbers the nanofluid has better heat transfer capability. The effects of twisted tape with and without cuts on edges on heat transfer coefficient and rate were investigated. It was found that the twisted tape with cut edges could enhance heat transfer rate better than twisted tape without cut edges. The pressure drop was investigated for flow of nanofluid and water. The results showed that there is a little difference between pressure drops in these cases. Friction factor and pressure drop in tube with plain twisted tape and cut twisted tape inserts are increased due to increasing flow resistance and contact surface between fluid and flow passage.

کلیدواژه‌ها English

Nanofluid
Double pipe heat exchanger
Cut twisted tape
Convective heat transfer