تاثیر نانوسیال آب - اکسید گرافن بر عملکرد خواص انتقال حرارتی و گرمایشی مبدل حرارتی با استفاده از داده‏ های تجربی و ریاضی

در این مقاله، مشخصه جریان آشفته نانوسیالات آب-اکسید گرافن به طور کامل بررسی شده است. همچنین، اثرات برخی از پارامترهای مهم مانند غلظت نانوذرات اکسید گرافن و عدد رینولدز بر سرعت انتقال حرارت ارایه می شود. محدوده غلظت نانوسیال از صفر تا یک درصد وزنی نانوذرات اکسید گرافن در نظر گرفته شده است و در یک مبدل حرارتی دو لوله‏ای جریان مخالف در شرایط جریان آشفته که عدد رینولدز بین 80000 تا 180000 انتخاب می‏شود؛ موضوع تاثیر نانوکاتالیست اکسید گرافن در میزان انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد گرانروی نانوسیال نسبت به سیال پایه (آب) حداکثر 23 درصد افزایش یافته است. همچنین، افزایش 25/4 درصدی هدایت حرارتی در نانوسیال حاضر در مقایسه با حداقل مقدار آن برای آب وجود دارد. با در نظر گرفتن داده‏ های به دست آمده از این مطالعه، عدد ناسلت، ضریب انتقال حرارت هدایتی، ضریب اصطکاک و ضریب عملکرد حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور اعتبارسنجی داده‏ها، نتایج این مطالعه با مطالعات قبلی و داده‏های آزمایشگاهی مقایسه شده است. حداکثر، نانوسیال دارای 23 درصد افزایش در ضریب اصطکاک، 69/7 درصد افزایش در ضریب انتقال حرارت هدایتی، 37 درصد رشد در عدد ناسلت در مقایسه با سیال پایه است. با این حال، ضریب عملکرد حرارتی حداکثر 1/85 افزایش می‏یابد. با توجه به نتایج به دست آمده، می توان از نانوسیال حاضر در مبدل های حرارتی استفاده کرد.