مهندسی شیمی ایران

مهندسی شیمی ایران

مطالعه آزمایشگاهی افزایش انتقال حرارت نانوسیال پایه آبی اکسید آهن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، بخش مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران
2 دانشجوی دکتری تخصصی، بخش مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران
3 دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه صنعتی شیراز، شیراز، ایران
10.22034/ijche.2026.579898.1598
چکیده
نانو‌سیالات با افزایش رسانش گرمایی و اغتشاش در لایه مرزی، روشی مؤثر برای بهبود انتقال حرارت و کاهش اتلاف انرژی در سامانه‌های حرارتی هستند. عملکرد آن‌ها به نوع سیال پایه، غلظت و ویژگی‌های نانوذرات و شرایط عملیاتی مانند دما و سرعت جریان بستگی دارد. در این پژوهش، تأثیر پارامترهای عملیاتی بر انتقال حرارت نانوسیال اکسید آهن بررسی شد. سرعت جریان بین 17 تا 34 سانتی‌متر بر ثانیه، شار حرارتی 18 تا 93 کیلووات بر متر مربع و دمای توده سیال 30 تا 60 درجه سانتی‌گراد تنظیم گردید. نانوذرات با درصدهای وزنی 0.001، 0.005 و 0.01 پراکنده شده و از سورفکتانت سدیم دودسیل سولفات (SDS) برای پایداری استفاده شد. نتایج نشان داد در دماهای بالاتر از 40 درجه سانتی‌گراد، افزودن نانوذرات اکسید آهن موجب بهبود قابل‌توجه عملکرد حرارتی نسبت به آب شد و افزایش سرعت جریان و دمای توده، ضریب انتقال حرارت را تقویت کرد. همچنین، انتخاب بهینه غلظت نانوذرات برای شرایط مختلف ضروری است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Experimental investigation of enhanced heat transfer of water-based iron oxide nanofluid

نویسندگان English

Sedigheh Seydi 1
Atefeh Zarei 2
Amir Hossein Nikoo 3
1 M.Sc. Student, Department of Chemical Engineering, School of Chemical and Petroleum Engineering, Shiraz University, Shiraz, Iran
2 Ph.D. Student, Department of Chemical Engineering, School of Chemical and Petroleum Engineering, Shiraz University, Shiraz, Iran
3 Department of Chemical,, Petroleum, and Gas Engineering, Shiraz University of Technology, Shiraz, Iran
چکیده English

Nanofluids enhance heat transfer and reduce energy losses in thermal systems by increasing thermal conductivity and intensifying disturbances in the boundary layer. Their performance depends on the type of base fluid, the concentration and properties of nanoparticles, and operating conditions such as temperature and flow velocity. In this study, the effect of operational parameters on the heat transfer performance of an iron oxide nanofluid was investigated. The flow velocity ranged from 17 to 34 cm•s⁻¹, the surface heat flux from 18 to 93 W•m⁻², and the bulk fluid temperature from 30 to 60 °C. Nanoparticles were dispersed at weight fractions of 0.001, 0.005, and 0.01, and sodium dodecyl sulfate (SDS) was used as a surfactant to ensure stability. The results showed that at bulk temperatures above 40 °C, the addition of iron oxide nanoparticles significantly improved the thermal performance compared with water. Moreover, increasing the flow velocity and bulk temperature enhanced the heat transfer coefficient of the nanofluid. The results also indicate that optimizing nanoparticle concentration according to operating conditions is essential.

کلیدواژه‌ها English

Nanofluid
iron oxide nanoparticle
Fe3O4
heat transfer coefficient
velocity
temperature

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 08 مرداد 1405