بررسی هیدرو حرارتی نانوسیالات در مبدلهای حرارتی دولوله ای : اثر تغییر مقطع دایروی به بادامکی

این مطالعه به بررسی عددی انتقال حرارت ، افت فشار، کارایی و نسبت انرژی (PEC) در مبدل های دولوله-ای با دو سطح مقطع متفاوت و با استفاده از چهار نانوسیال مختلف می پردازد. اثرات پارامترهای سطح مقطع (دایره ای و بادامکی برای لوله ی داخلی)، چهار نوع نانوسیال مختلف، نرخ جریان گرم و سرد و غلظت نانوذرات مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که تغییر سطح مقطع باعث کاهش نرخ انتقال حرارت و کاهش افت فشارنسبت به سطح مقطع دایره ای گردیده است. هچنین با افزایش غلظت نانوذرات میزان انتقال حرارت در هر دو نوع مبدل افزایش پیدا کرده ولی افت فشار و ضریب اصطکاک نیز نسبت به آب خالص افزایش یافته است. بالاترین PEC مربوط به نانوذره ی نقره می باشد و در این نانوذره با افزایش درصد غلظت نانوذرات نسبت انرژی افزایش می یابد. ولی برای دیگر نانوذرات با افزایش درصد حجمی نانوذرات نسبت انرژی کاهش یافته است. بالاترین مقدار PR مربوط نانو سیال آب / TiO2 می باشد. هنگام استفاده از لوله ی بادامک شکل عدد ناسلت کمتر از عدد ناسلت لوله ی دایروی می باشد، که باعث کم بودن نسبت انرژی گردیده و نشان می دهد لوله های بادامکی افت انرژی بیشتری دارند. همچنین در مبدل حرارتی دو لوله ای نرخ انتقال گرما هنگام استفاده از نانوسیالات آب /CuO، آب / Ag، آب/TiO2 و آب Al2O3 به ترتیب 16.2%، 26.74%، 12.48% و 11.62% درصد نسبت به آب خالص افزایش پیدا کرده است. در مبدل حرارتی دو لوله ای لوله بادامکی نرخ انتقال حرارت برای نانوسیالات آب /CuO و آب / Ag، آب/TiO2 و آب Al2O3 به ترتیب 16.25%، 21.15%، 13 و 12.55% افزایش داشته اند، ولی نرخ انتقال حرارت در مبدل لوله بادامکی نسبت به مبدل لوله دایروی کاهش داشته است. همچنین افزایش افت فشار و کارایی مبدل در مبدل های دایروی و بادامکی به ترتیب 68.5% ، 15.41% و 39.42% ، 23.3% نسبت به آب خالص افزایش داشته است. از دو نرم افزار Aspen EDR و Fluent برای شبیه سازی این دو مبدل استفاده گردیده است.