اثر نسبت انحنا و طول گام لوله‌ی مارپیچی بر افت فشار و عملکرد حرارتی جریان آرام نانوسیال تیتان/آب

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مقاله 6، دوره 25، شماره 1، بهمن 1392، صفحه 77-94   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/fum-mech.v25i1.34864

نویسندگان

مصطفی کاهانی^{* 1}؛ سعید زینالی هریس²؛ سیدمحمود موسوی²

¹فردوسی مشهد

²دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

در این مطالعه اثر نسبت انحنا و طول گام لوله‌ی مارپیچی بر رفتار حرارتی و میزان افت فشار جریان آرام نانوسیال تیتان/آب درون لوله‌های مارپیچی افقی به‌صورت تجربی بررسی شده است. نانوسیال تیتان/آب با غلظت‌های حجمی %25/0 تا %2 به روش دو مرحله‌ای تولید شده‌اند. آزمایش‌ها برای لوله‌های مارپیچی با نسبت انحنا‌ی 10 و 20 و هم‌چنین طول گام 24 و 42 انجام پذیرفته است. عدد ناسلت با افزایش غلظت حجمی نانوذرات و هم‌چنین عدد رینولدز بهبود می یابد. این افزایش به‌دلیل هدایت حرارتی مؤثر بالاتر نانوسیال و هم‌چنین تقویت اختلاط نانوذرات می‌باشد. ضمن این‌که افزایش جرم حجمی و گرانروی نانوسیال در مقایسه با سیال پایه منجر به افزایش افت فشار جریان داخل لوله‌ی مارپیچی می‌گردد. هم‌چنین نرخ انتقال حرارت درون لوله‌های مارپیچی با افزایش طول گام و کاهش نسبت انحنا بهبود می‌یابد. از سوی دیگر، نسبت انحنا در مقایسه با طول گام تأثیر بیش‌تری بر روی عدد ناسلت و افت فشار نشان می‌دهد. 1/42 درصد بهبود عدد ناسلت برای نانوسیال 2 درصد حجمی نسبت به سیال پایه به‌دست می‌آید. در پایان تطبیق مناسب و معقول نتایج تجربی عدد ناسلت و افت فشار با مقادیر تخمین زده‌شده برای جریان نانوسیال درون لوله‌های مارپیچی مورد مطالعه قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها

نانوسیال؛ لوله‌ی مارپیچی؛ نسبت انحنا؛ طول گام؛ انتقال حرارت؛ افت فشار

مراجع