مهندسی شیمی ایران

مهندسی شیمی ایران

بررسی تجربی انتقال حرارت جابه‌جایی در سامانۀ رادیاتور خودرو به‌وسیلۀ نانوسیالات

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
سیدامیرحسین زمزمیان 1
آریا شفیع فرهود 2
امید توکلی 3
1 دانشیار مهندسی شیمی، پژوهشگاه مواد و انرژی
2 کارشناسی ارشد مهندسی شیمی، دانشگاه تهران
3 دانشیار مهندسی شیمی، دانشگاه تهران
10.22034/ijche.2024.396571.1309
چکیده
در این پژوهش، اثرات ناشی‌از معلق‌سازی نانوذراتی شامل آلومینیوم و مس پایه‌فلزی و آلومینای نوع گاما در آب مقطر به‌عنوان سیال عامل رادیاتور خودرو و در میزان بهبود شار انتقال حرارت به‌صورت تجربی ارزیابی شده‌است. بدین ترتیب آزمایش‌ها برای سیال پایه‌آب‌مقطر و هم‌چنین 3 نوع نانوسیال با غلظت‌های مختلف 0/5، 1 و 2 درصد حجمی و در شرایط عملیاتی متفاوت عوامل تغییر- مشتمل‌بر درجۀ حرارت، شدت جریان و سرعت پره‌های فن رادیاتور خودرو- انجام شده‌است. در این شرایط، ضریب هدایت حرارتی سیال پایه‌خالص و نانوسیالات به‌صورت تجربی اندازه‌گیری شده و سایر خواص فیزیکی شامل چگالی و گران‌روی بااستفاده‌از مدل‌های ارائه‌شده، حساب شده‌است. نتایج نشان داده که افزودن نانوذرات ضریب هدایت حرارتی، چگالی و گران‌روی نانوسیالات را افزایش و گرمای ویژۀ آن‌ها را کاهش می‌دهد. لذا؛ نانوسیالات در رادیاتور خودرو به‌طور چشم‌گیر باعث افزایش انتقال حرارت و کاهش سطح انتقال حرارت مورد نیاز شده‌است. درنتیجه، کاربرد این نوع سیالات در رادیاتور توصیه می‌شود.
کلیدواژه‌ها
رادیاتور خودرو
نانوسیال
انتقال حرارت
هدایت حرارتی

موضوعات

عنوان مقاله English

Experimental Investigation on Convective Heat Transfer in Car Radiator Using Nanofluids

نویسندگان English

S. A. H. Zamzamian 1
A. Shafiefarhood 2
O. Tavakoli 3
1 Associate Professor of Chemical Engineering, Materials and Energy Research Center (MERC)
2 M. Sc. in Chemical Engineering, University of Tehran
3 Associate Professor of Chemical Engineering, University of Tehran
چکیده English

In This study, an experimental study has been carried out to investigate the effect of adding Al2O3, Al, and Cu nanoparticles to the base fluid (water) on enhancement of heat transfer and heat transfer coefficients in a car radiator. The experiments have been done for distilled water and 3 types of nanofluids with different concentrations (0.5, 1 and 2 vol. %) and in various operational conditions (temperature, flow rate, etc.). Thermal Conductivities of these fluids have been measured experimentally and other thermo-physical properties like density and viscosity are calculated using related models. Results depicted that addition of nanoparticles to the base fluid increases its thermal conductivity, density and viscosity, and decreases its specific heat capacity. The performance evaluation of nanofluids in a radiator system showed that will dramatically enhances the heat transfer and decreases the heat transfer area required, so it is highly recommended to use them in such systems.

کلیدواژه‌ها English

Car Radiator
Nanofluid
Heat Transfer
Heat Conduction
[1]        Bhat, S., & Maitra, U. (2008). Facially Amphiphilic thiol Capped Gold and Silver Nanoparticles. Journal of Chemical Sciences, 120(6), 507–13. https://doi.org/10.1007/s12039-008-0079-z
[2]        Frimpong, R. A., & Hilt, J. Z.(2008). Poly (N-Isopropylacrylamide)-Based Hydrogel Coatingson Magnetite Nanoparticles Via Atom Transfer Radical Polymerization. Nanotechnology, 19(17), 1-7. 10.1088/0957-4484/19/17/175101
[3]        Jean, N. C., Tan, C. P., Yaakob, C. M. B., & Misni M. (2008). a-Tocopherolnanodispersions: Preparation, Characterization and Stability Evaluation. Journal of Food Engineering, 89(2),
204–209. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2008.04.018
[4]        Pak, B. C., & Cho, Y. (1998). Hydrodynamic and Heat Transfer Study of Dispersed Fluids with Submicron Metallic Oxide Particles. Journal of Experimental heat transfer, 11(2), 151-170. https://doi.org/10.1080/08916159808946559
[5]        Xuan, Y., & Li, Q. (2000). Heat Transfer Enhancement of Nanofluids. International journal of Heat and Fluid Flow, 21(91), 58–64. https://doi.org/10.1016/S0142-727X(99)00067-3
[6]        Buongiorno, J. (2006). Convective Transport in Nanofluids. Journal of Heat Transfer, 128(3),
240-250. https://doi.org/10.1115/1.2150834
[7]        Keblinski, P., Phillpot, S. R.,Choi, S. U. S., & Eastman, J. A.(2002). Mechanisms of Heat Flow In Suspensions of Nano-Sized Particles (Nanofluids). International Journal of Heat and Mass Transfer, 45(4), 855–863. https://doi.org/10.1016/S0017-9310 (01)00175-2
[8]        Koo, J., & Kleinstreuer, C. (2005). Impact Analysis of Nanoparticle Motion Mechanisms on the Thermal Conductivity of Nanofluids. International Communications in Heat and Mass Transfer, 32(9), 1111–1118. https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstrans
fer.2005.05.014
[9]        Kestin, J., & Wakeham, W. A. (1978). A Contribution to The Theory of The Transient Hot-Wire Technique For Thermal Conductivity Measurements. Physica A: Statistical Mechanics and its Applications, 92(1-2), 102–116. https://doi.org/10.1016/0378-4371(78)90023-7
[10]      Nagasaka, Y., & Nagashima, A. (1981). Absolute Measurement Of The Thermal Conductivity of Electrically Conducting Liquids By The Transient Hot-Wire Method. Journal of Physics E: Scientific Instruments, 14(12), 1435–1440. http://iopscience.iop.org/0022-3735/14/12/020
[11]      Lee, S., Choi, S. U. S., & Eastman, J. A. (1999). Measuring Thermal Conductivity of Fluids Containing Oxide Nanoparticles. Journal of Heat Transfer, 121(2), 280-289. https://doi.org/10.1115/1.2825978
[12]      Hong, T. K., Yang, H. S., & Choi, C. J. (2005). Study of The Enhanced Thermal Conductivity of Fe Nanofluids. Journal of Applied Physics, 97(6), 1-4. https://doi.org/10.1063/1.1861145
[13] Eastmanm, J. A., Choi, S. U. S., Li, S., Yu, W., & Thomson, L. J. (2001). Anomalously Increased Effective Thermal Conductivity of Ethylene Glycol Based Nanofluids Containing Copper Nanoparticles. Applied Physics Letter, 78(6), 718-720. https://doi.org/10.1063/1.1341218 
مهندسی شیمی ایران
دوره 24، شماره 139
خرداد و تیر 1404
صفحه 8-30