304 Nerjaveèi asye mawonnen tib eleman chimik, analiz Thermodinamik nan nanofèy grafèn kovalan ak ki pa fonksyonalize nan tib wonn ekipe ak turbulator.

Mèsi paske w vizite Nature.com.W ap itilize yon vèsyon navigatè ak sipò CSS limite.Pou pi bon eksperyans, nou rekòmande pou w sèvi ak yon navigatè ki ajou (oswa enfim mòd konpatibilite nan Internet Explorer).Anplis de sa, asire sipò kontinyèl, nou montre sit la san estil ak JavaScript.
Koulis ki montre twa atik pou chak glisad.Sèvi ak bouton dèyè yo ak bouton kap vini yo pou w deplase nan glisad yo, oswa bouton kontwolè glisad yo nan fen pou deplase nan chak glisad.

304 10 * 1mm Nerjaveèi asye mawonnen tib nan Lachin

Gwosè: 3/4 pous, 1/2 pous, 1 pous, 3 pous, 2 pous

Longè tiyo inite: 6 mèt

Steel Klas: 201, 304 AK 316

Klas: 201, 202, 304, 316, 304L, 316 L,

Materyèl: Nerjaveèi

Kondisyon: Nouvo

Nanofluid kovalan ak ki pa kovalan yo te teste nan tib wonn ekipe ak foure kasèt trese ak ang helix nan 45 ° ak 90 °.Nimewo Reynolds la te 7000 ≤ Re ≤ 17000, pwopriyete tèrmofizik yo te evalye nan 308 K. Modèl fizik la rezoud nimerikman lè l sèvi avèk yon modèl viskozite ajite de paramèt (SST k-omega turbulences).Konsantrasyon yo (0.025 wt.%, 0.05 wt.%, ak 0.1 wt.%) nan nanofluids ZNP-SDBS@DV ak ZNP-COOH@DV yo te konsidere nan travay la.Mi yo nan tib yo trese yo chofe nan yon tanperati konstan nan 330 K. Sis paramèt yo te konsidere nan etid aktyèl la: tanperati priz, koyefisyan transfè chalè, mwayèn nimewo Nusselt, koyefisyan friksyon, pèt presyon, ak kritè evalyasyon pèfòmans.Nan de ka yo (ang helix de 45 ° ak 90 °), ZNP-SDBS@DV nanofluid la te montre pi wo karakteristik tèmik-idwolik pase ZNP-COOH@DV, epi li ogmante ak ogmante fraksyon mas, pou egzanp, 0.025 wt., ak 0.05 pwa.se 1.19.% ak 1.26 - 0.1 wt.%.Nan de ka yo (ang helix 45 ° ak 90 °), valè yo nan karakteristik tèmodinamik lè w ap itilize GNP-COOH@DW se 1.02 pou 0.025% wt., 1.05 pou 0.05% wt.ak 1.02 pou 0.1% wt.
Echanjeur chalè a se yon aparèy thermodynamic 1 ki itilize pou transfere chalè pandan operasyon refwadisman ak chofaj.Pwopriyete tèmik-idwolik echanjeur chalè a amelyore koyefisyan transfè chalè a epi redwi rezistans likid k ap travay la.Plizyè metòd yo te devlope pou amelyore transfè chalè, tankou turbilans enhancers2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 ak nanofluids12,13,14,15.Ensèsyon kasèt trese se youn nan metòd ki gen plis siksè pou amelyore transfè chalè nan echanjeur chalè akòz fasilite antretyen li yo ak pri ki ba 7,16.
Nan yon seri etid eksperimantal ak enfòmatik, yo te etidye pwopriyete idrotermal melanj nanofluid ak echanjeur chalè ak foure kasèt trese.Nan yon travay eksperimantal, yo te etidye pwopriyete idrotèmal twa nanofluid metalik diferan (Ag@DW, Fe@DW ak Cu@DW) nan yon echanjeur chalè zegwi trese tep (STT).Konpare ak tiyo baz la, koyefisyan transfè chalè STT amelyore pa 11% ak 67%.Layout SST a se pi bon nan yon pwen de vi ekonomik an tèm de efikasite ak paramèt α = β = 0.33.Anplis de sa, yon ogmantasyon 18.2% nan n te obsève ak Ag@DW, byenke ogmantasyon maksimòm nan pèt presyon te sèlman 8.5%.Pwosesis fizik transfè chalè ak pèt presyon nan tiyo konsantrik ak ak san turbulateur bobin yo te etidye lè l sèvi avèk koule ajite nan Al2O3@DW nanofluid ak konveksyon fòse.Yo obsève nimewo maksimòm mwayèn Nusselt (Nuavg) ak pèt presyon nan Re = 20,000 lè anplasman bobin an = 25 mm ak Al2O3@DW nanofluid 1.6 vol.%.Etid laboratwa yo te fèt tou pou etidye transfè chalè ak karakteristik pèt presyon nan nanofluid grafèn oksid (GO@DW) k ap koule nan tib prèske sikilè ak foure WC.Rezilta yo te montre ke 0.12 vol%-GO@DW ogmante koyefisyan transfè chalè konvektif pa apeprè 77%.Nan yon lòt etid eksperimantal, nanofluids (TiO2@DW) yo te devlope pou etidye karakteristik tèmik-idwolik tib dimpled ekipe ak foure kasèt trese20.Efikasite maksimòm idrotèmal 1.258 te reyalize lè l sèvi avèk 0.15 vol%-TiO2@DW entegre nan 45 ° arbr enkline ak yon faktè tòde nan 3.0.Modèl simulation sèl-faz ak de-faz (ibrid) pran an kont koule ak transfè chalè nan CuO@DW nanofluid nan divès kalite konsantrasyon solid (1-4% vol.%)21.Efikasite tèmik maksimòm yon tib ki mete ak yon sèl kasèt trese se 2.18, ak yon tib mete ak de kasèt trese nan menm kondisyon yo se 2.04 (modèl de-faz, Re = 36,000 ak 4 vol.%).Yo te etidye koule nanofluid ki pa Newtonyen ajite nan karboksimetil seluloz (CMC) ak oksid kwiv (CuO) nan tiyo prensipal yo ak tiyo ak foure trese.Nuavg montre yon amelyorasyon nan 16.1% (pou tiyo prensipal la) ak 60% (pou tiyo a mawonnen ak yon rapò nan (H / D = 5)).Anjeneral, yon pi ba rapò tòde-a-riban rezilta nan yon pi wo koyefisyan friksyon.Nan yon etid eksperimantal, efè tiyo ki gen yon kasèt trese (TT) ak bobin (VC) sou pwopriyete transfè chalè ak koyefisyan friksyon te etidye lè l sèvi avèk CuO@DW nanofluids.Sèvi ak 0.3 vol.%-CuO@DW nan Re = 20,000 fè li posib pou ogmante transfè chalè nan tiyo VK-2 a nan yon valè maksimòm de 44.45%.Anplis de sa, lè w ap itilize yon kab pè trese ak yon insert bobin anba menm kondisyon fwontyè yo, koyefisyan friksyon an ogmante pa faktè 1.17 ak 1.19 konpare ak DW.An jeneral, efikasite tèmik nanofluid yo mete nan bobin yo pi bon pase sa yo ki nan nanofluid yo mete nan fil bloke.Yo te etidye karakteristik volumetrik yon koule nanofluid ajite (MWCNT@DW) andedan yon tib orizontal ki mete nan yon fil espiral.Paramèt pèfòmans tèmik yo te> 1 pou tout ka yo, ki endike ke konbinezon nan nanofluid ak insert bobin amelyore transfè chalè san konsome pouvwa ponp.Résumé — Karakteristik idrotèrmal yon echanjeur chalè de tiyo ak divès kalite foure ki fèt ak yon kasèt ki gen fòm V (VcTT) modifye trese trese yo te etidye anba kondisyon yon koule ajite nan nanofluid Al2O3 + TiO2@DW.Konpare ak DW nan tib baz, Nuavg gen yon amelyorasyon siyifikatif nan 132% ak yon koyefisyan friksyon ki rive jiska 55%.Anplis de sa, efikasite enèji nan Al2O3 + TiO2@DW nanocomposite nan yon echanjeur chalè de-tiyo te diskite.Nan etid yo, yo te jwenn ke itilizasyon Al2O3 + TiO2@DW ak TT amelyore efikasite exergy konpare ak DW.Nan echanjeur chalè konsantrik tubulaires ak turbulateurs VcTT, Singh ak Sarkar27 te itilize materyèl chanjman faz (PCM), dispèse nanofluid sèl / nanokonpoze (Al2O3@DW ak PCM ak Al2O3 + PCM).Yo rapòte ke transfè chalè ak pèt presyon ogmante kòm koyefisyan tòde la diminye ak konsantrasyon nan nanopartikul ogmante.Yon pi gwo faktè pwofondè V-dan oswa yon faktè lajè ki pi piti ka bay pi gwo transfè chalè ak pèt presyon.Anplis de sa, yo te itilize grafèn-platinum (Gr-Pt) pou mennen ankèt sou chalè, friksyon, ak pousantaj jenerasyon antropi an jeneral nan tib ak foure 2-TT28.Etid yo te montre ke yon pi piti pousantaj (Gr-Pt) siyifikativman redwi jenerasyon antropi chalè konpare ak yon devlopman entropi friksyon relativman pi wo.Melanje Al2O3@MgO nanofluids ak konik WC ka konsidere kòm yon melanj bon, depi yon rapò ogmante (h/Δp) ka amelyore pèfòmans nan idrothermal nan yon echanjeur chalè de-tib 29 .Yo itilize yon modèl nimerik pou evalye pèfòmans nan ekonomize enèji ak nan anviwònman an nan echanjeur chalè ak divès kalite nanofluid ibrid twa pati (THNF) (Al2O3 + graphene + MWCNT) sispann nan DW30.Akòz Kritè Evalyasyon Pèfòmans (PEC) li yo nan ranje 1.42-2.35, yon konbinezon de Depressed Twisted Turbulizer Insert (DTTI) ak (Al2O3 + Graphene + MWCNT) obligatwa.
Jiska kounye a, yo te peye ti kras atansyon sou wòl nan fonksyonalizasyon kovalan ak ki pa kovalan nan koule idrodinamik nan likid tèmik.Objektif espesifik etid sa a se te konpare karakteristik tèmik-idwolik nanofluids (ZNP-SDBS@DV) ak (ZNP-COOH@DV) nan foure kasèt trese ak ang helix nan 45 ° ak 90 °.Pwopriyete tèrmofizik yo te mezire nan eten = 308 K. Nan ka sa a, twa fraksyon mas yo te pran an kont nan pwosesis konparezon an, tankou (0.025 wt.%, 0.05 wt.% ak 0.1 wt.%).Transfè a estrès taye nan modèl koule 3D ajite (SST k-ω) yo itilize pou rezoud karakteristik tèmik-idwolik yo.Kidonk, etid sa a fè yon kontribisyon enpòtan nan etid pwopriyete pozitif (transfè chalè) ak pwopriyete negatif (gout presyon sou friksyon), demontre karakteristik tèmik-idwolik yo ak optimize likid k ap travay reyèl nan sistèm jeni sa yo.
Konfigirasyon debaz la se yon tiyo lis (L = 900 mm ak Dh = 20 mm).Antre dimansyon bann (longè = 20 mm, epesè = 0.5 mm, pwofil = 30 mm).Nan ka sa a, longè, lajè, ak konjesyon serebral pwofil espiral la te 20 mm, 0.5 mm, ak 30 mm, respektivman.Kasèt yo trese yo enkline nan 45 ° ak 90 °.Plizyè likid k ap travay tankou DW, nanofluid ki pa kovalan (GNF-SDBS@DW) ak nanofluid kovalan (GNF-COOH@DW) nan Eten = 308 K, twa konsantrasyon mas diferan ak diferan nimewo Reynolds.Tès yo te fèt andedan echanjeur chalè a.Miray la deyò nan tib espiral la te chofe nan yon tanperati sifas konstan nan 330 K pou teste paramèt yo pou amelyore transfè chalè.
Sou fig.1 montre schematic yon tib ensèsyon kasèt trese ak kondisyon limit aplikab ak zòn may.Kòm mansyone pi bonè, vitès ak kondisyon fwontyè presyon aplike nan pòsyon inlet ak priz nan helix la.Nan yon tanperati sifas konstan, yon kondisyon ki pa glise enpoze sou miray la tiyo.Simulation nimerik aktyèl la itilize yon solisyon ki baze sou presyon.An menm tan, yo itilize yon pwogram (ANSYS FLUENT 2020R1) pou konvèti yon ekwasyon pasyèl diferans (PDE) nan yon sistèm ekwasyon aljebrik lè l sèvi avèk metòd volim fini (FMM).Metòd SIMPLE dezyèm lòd la (metòd semi-enplis pou ekwasyon sekans ki depann sou presyon) gen rapò ak vitès-presyon.Li ta dwe mete aksan sou ke dirèksyon nan rezidyèl pou mas, momantòm, ak ekwasyon enèji se mwens pase 103 ak 106, respektivman.
p Dyagram domèn fizik ak enfòmatik: (a) ang helix 90°, (b) ang helix 45°, (c) pa gen okenn lam helical.
Yo itilize yon modèl omojèn pou eksplike pwopriyete nanofluid yo.Lè yo enkòpore nanomateryèl nan likid de baz (DW), yon likid kontinyèl ak pwopriyete tèmik ekselan fòme.Nan sans sa a, tanperati a ak vitès nan likid la baz ak nanomateryo a gen menm valè a.Akòz teyori ak sipozisyon ki anwo yo, efikas koule yon sèl-faz ap travay nan etid sa a.Plizyè etid yo te demontre efikasite ak aplikasyon teknik yon sèl-faz pou koule nanofluid31,32.
Koule nan nanofluid yo dwe Newtonyen ajite, enkonpresib ak estasyonè.Travay konpresyon ak chofaj gluan pa enpòtan nan etid sa a.Anplis de sa, epesè nan mi yo enteryè ak ekstèn nan tiyo a pa pran an kont.Se poutèt sa, mas, momantòm, ak ekwasyon konsèvasyon enèji ki defini modèl tèmik la ka eksprime jan sa a:
kote \(\overrightarrow{V}\) se vektè vitès mwayèn, Keff = K + Kt se konduktiviti tèmik efikas nan nanofluid kovalan ak nonkovalan, epi ε se to dissipation enèji.Pwopriyete tèrmofizik efikas nanofluid yo, ki gen ladan dansite (ρ), viskozite (μ), kapasite chalè espesifik (Cp) ak konduktiviti tèmik (k), yo montre nan tablo a, yo te mezire pandan yon etid eksperimantal nan yon tanperati 308 K1 lè yo itilize. nan simulateur sa yo.
Similyasyon nimerik nan koule nanofluid ajite nan tib konvansyonèl ak TT yo te fèt nan nimewo Reynolds 7000 ≤ Re ≤ 17000. Yo te analize simulation sa yo ak koyefisyan transfè chalè konvektif lè l sèvi avèk modèl turbilans κ-ω Mentor nan transfè estrès taye (SST) mwayèn sou turbisyon Reynolds la. modèl Navier-Stokes, ki souvan itilize nan rechèch aerodinamik.Anplis de sa, modèl la ap travay san fonksyon miray epi li egzat tou pre mi 35,36.(SST) κ-ω ekwasyon ki gouvène modèl turbilans la se jan sa a:
kote \(S\) se valè pousantaj deformasyon an, ak \(y\) se distans ak sifas adjasan a.Pandan se tan, \({\alpha}_{1}\), \({\alpha}_{2}\), \({\beta}_{1}\), \({\beta}_{ 2 }\), \({\beta}^{*}\), \({\sigma}_{{k}_{1}}\), \({\sigma}_{{k}_{ 2 }}\), \({\sigma}_{{\omega}_{1}}\) ak \({\sigma}_{{\omega}_{2}}\) vle di tout konstan modèl.F1 ak F2 se fonksyon melanje.Remak: F1 = 1 nan kouch fwontyè a, 0 nan koule kap vini an.
Paramèt evalyasyon pèfòmans yo itilize pou etidye transfè chalè konvèktif ajite, koule nanofluid kovalan ak ki pa kovalan, pa egzanp31:
Nan kontèks sa a, (\(\rho\)), (\(v\)), (\({D}_{h}\)) ak (\(\mu\)) yo itilize pou dansite, vitès likid. , dyamèt idwolik ak viskozite dinamik.(\({C}_{p}\, \mathrm{u}\, k\)) - kapasite chalè espesifik ak konduktiviti tèmik nan likid la ap koule tankou dlo.Epitou, (\(\dot{m}\)) refere a koule mas, ak (\({T}_{out}-{T}_{in}\)) refere a diferans tanperati inlet ak debouche.(NFs) refere a nanofluid kovalan, ki pa kovalan, ak (DW) refere a dlo distile (likid baz).\({A}_{s} = \pi DL\), \({\overline{T}}_{f}=\frac{\left({T}_{soti}-{T}_{nan }\right)}{2}\) ak \({\overline{T}}_{w}=\sum \frac{{T}_{w}}{n}\).
Pwopriyete tèrmofizik likid baz (DW), nanofluid ki pa kovalan (GNF-SDBS@DW), ak nanofluid kovalan (GNF-COOH@DW) te pran nan literati ki te pibliye (syans eksperimantal), Sn = 308 K, kòm Yo montre nan Tablo 134. Nan yon eksperyans tipik pou jwenn yon nanofluid ki pa kovalan (GNP-SDBS@DW) ak pousantaj mas li te ye, yo te okòmansman peze sèten gram GNP prensipal yo sou yon balans dijital.Rapò pwa SDBS/GNP natif natal se (0.5:1) pondéré an DW.Nan ka sa a, nanofluid kovalan (COOH-GNP@DW) yo te sentèz lè yo ajoute gwoup carboxyl nan sifas GNP lè l sèvi avèk yon mwayen fòtman asid ak yon rapò volim (1:3) nan HNO3 ak H2SO4.Nanofluid kovalan ak ki pa kovalan yo te sispann nan DW nan twa pousantaj pwa diferan tankou 0.025 wt%, 0.05 wt%.ak 0.1% nan mas la.
Tès endepandans may yo te fèt nan kat domèn enfòmatik diferan pou asire ke gwosè may pa afekte simulation la.Nan ka 45 ° torsion tiyo, kantite inite ak gwosè inite 1.75 mm se 249,033, kantite inite ak gwosè inite 2 mm se 307,969, kantite inite ak gwosè inite 2.25 mm se 421,406, ak kantite inite. ak gwosè inite 2 .5 mm 564 940 respektivman.Anplis de sa, nan egzanp lan nan yon tiyo trese 90 °, kantite eleman ki gen yon gwosè eleman 1.75 mm se 245,531, kantite eleman ki gen yon gwosè eleman 2 mm se 311,584, kantite eleman ki gen yon gwosè eleman 2.25 mm se. 422,708, ak kantite eleman ki gen yon gwosè eleman nan 2.5 mm se respektivman 573,826.Presizyon nan lekti pwopriyete tèmik tankou (Tout, htc, ak Nuavg) ogmante kòm kantite eleman diminye.An menm tan an, presizyon nan valè koyefisyan friksyon an ak gout presyon te montre yon konpòtman konplètman diferan (figi 2).Kadriyaj (2) te itilize kòm zòn kadriyaj prensipal la pou evalye karakteristik tèmik-idwolik yo nan ka simulation la.
Tès transfè chalè ak pèfòmans gout presyon poukont yo nan may lè l sèvi avèk pè tib DW trese nan 45 ° ak 90 °.
Rezilta nimerik prezan yo te valide pou pèfòmans transfè chalè ak koyefisyan friksyon lè l sèvi avèk korelasyon anpirik byen li te ye ak ekwasyon tankou Dittus-Belter, Petukhov, Gnelinsky, Notter-Rouse ak Blasius.Te konparezon an te pote soti nan kondisyon an 7000≤Re≤17000.Dapre fig.3, erè mwayèn ak maksimòm ant rezilta simulation yo ak ekwasyon transfè chalè a se 4.050 ak 5.490% (Dittus-Belter), 9.736 ak 11.33% (Petukhov), 4.007 ak 7.483% (Gnelinsky), ak 3.883% ak 4.937% (4. Nott-Belter).Woz).Nan ka sa a, erè mwayèn ak maksimòm ant rezilta simulation ak ekwasyon koyefisyan friksyon an se 7.346% ak 8.039% (Blasius) ak 8.117% ak 9.002% (Petukhov), respektivman.
Transfè chalè ak pwopriyete idrodinamik DW nan divès nimewo Reynolds lè l sèvi avèk kalkil nimerik ak korelasyon anpirik.
Seksyon sa a diskite sou pwopriyete tèmik ki pa kovalan (LNP-SDBS) ak kovalan (LNP-COOH) nanofluid akeuz nan twa fraksyon mas diferan ak nimewo Reynolds kòm mwayèn relatif nan likid la baz (DW).De jeyometri nan echanjeur chalè senti mawonnen (ang helix 45 ° ak 90 °) yo diskite pou 7000 ≤ Re ≤ 17000. Nan fig.4 montre tanperati mwayèn nan sòti nanofluid la nan likid baz la (DW) (\(\frac{{{T}_{out}}_{NFs}}{{{T}_{out}}_{ DW } } \) ) nan (0.025% wt., 0.05% wt. ak 0.1% wt.).(\(\frac{{{T}_{soti}}_{NFs}}{{{T}_{soti}}_{DW}}\)) se toujou mwens pase 1, ki vle di ke tanperati priz la. se ki pa kovalan (VNP-SDBS) ak kovalan (VNP-COOH) nanofluids yo anba tanperati a nan priz la nan likid la baz.Rediksyon ki pi ba ak pi wo yo te 0.1 wt%-COOH@GNPs ak 0.1 wt%-SDBS@GNPs, respektivman.Fenomèn sa a se akòz yon ogmantasyon nan nimewo Reynolds nan yon fraksyon mas konstan, ki mennen nan yon chanjman nan pwopriyete yo nan nanofluid la (ki se, dansite ak viskozite dinamik).
Figi 5 ak 6 montre karakteristik transfè chalè mwayèn nan nanofluid nan likid baz (DW) nan (0.025 wt.%, 0.05 wt.% ak 0.1 wt.%).Pwopriyete transfè chalè mwayèn yo toujou pi gran pase 1, ki vle di ke pwopriyete transfè chalè ki pa kovalan (LNP-SDBS) ak kovalan (LNP-COOH) nanofluid yo amelyore konpare ak likid la baz.0.1 wt%-COOH@GNPs ak 0.1 wt%-SDBS@GNPs reyalize benefis ki pi ba a ak pi wo, respektivman.Lè nimewo Reynolds la ogmante akòz pi gwo melanj likid ak tourbiyon nan tiyo 1 a, pèfòmans transfè chalè a amelyore.Likid nan ti twou vid ki genyen yo rive nan pi gwo vitès, sa ki lakòz yon kouch limit vitès / chalè ki pi mens, ki ogmante pousantaj transfè chalè.Ajoute plis nanopartikul nan likid debaz la ka gen rezilta pozitif ak negatif.Efè benefisye yo enkli ogmante kolizyon nanopartikul, kondisyon favorab konduktiviti tèmik likid, ak transfè chalè amelyore.
Koefisyan transfè chalè nan nanofluid nan likid baz depann de nimewo Reynolds pou tib 45° ak 90°.
An menm tan an, yon efè negatif se yon ogmantasyon nan viskozite dinamik nan nanofluid la, ki diminye mobilite nan nanofluid la, kidonk diminye kantite mwayèn Nusselt (Nuavg).Ogmantasyon konduktiviti tèmik nanofluids (ZNP-SDBS@DW) ak (ZNP-COOH@DW) ta dwe akòz mouvman Brownian ak mikrokonveksyon nan nanopartikil grafèn sispann nan DW37.Konduktivite tèmik nanofluid la (ZNP-COOH@DV) pi wo pase nanofluid la (ZNP-SDBS@DV) ak dlo distile.Ajoute plis nanomateryèl nan likid debaz la ogmante konduktiviti tèmik yo (Tablo 1)38.
Figi 7 montre koyefisyan an mwayèn nan friksyon nan nanofluid ak likid baz (DW) (f(NFs)/f(DW)) nan pousantaj mas (0.025%, 0.05% ak 0.1%).Koefisyan friksyon an mwayèn se toujou ≈1, ki vle di ke nanofluid ki pa kovalan (GNF-SDBS@DW) ak kovalan (GNF-COOH@DW) gen menm koyefisyan friksyon ak likid de baz la.Yon echanjeur chalè ki gen mwens espas kreye plis blokaj koule epi ogmante friksyon koule1.Fondamantalman, koyefisyan friksyon an ogmante yon ti kras ak ogmante fraksyon mas nan nanofluid la.Pèt friksyon ki pi wo yo koze pa viskozite dinamik ogmante nan nanofluid la ak estrès taye taye sou sifas la ak yon pousantaj mas nanografèn ki pi wo nan likid baz la.Tablo (1) montre ke viskozite dinamik nan nanofluid (ZNP-SDBS@DV) pi wo pase nanofluid la (ZNP-COOH@DV) nan menm pousantaj pwa, ki asosye ak adisyon efè sifas yo.ajan aktif sou yon nanofluid ki pa kovalan.
Sou fig.8 montre nanofluid konpare ak likid baz (DW) (\(\frac{{\Delta P}_{NFs}}{{\Delta P}_{DW}}\)) nan (0.025%, 0.05% ak 0.1% ).Nanofluid ki pa kovalan (GNPs-SDBS@DW) te montre yon pèt presyon mwayèn ki pi wo, epi ak yon ogmantasyon nan pousantaj mas a 2.04% pou 0.025% wt., 2.46% pou 0.05% wt.ak 3.44% pou 0.1% wt.ak elajisman ka (ang helix 45° ak 90°).Pandan se tan, nanofluid la (GNPs-COOH@DW) te montre yon pèt presyon mwayèn pi ba, ogmante soti nan 1.31% nan 0.025% wt.jiska 1.65% nan 0.05% wt.Pèt presyon mwayèn nan 0.05 wt.%-COOH@NP ak 0.1 wt.%-COOH@NP se 1.65%.Kòm ou ka wè, gout presyon an ogmante ak ogmante nimewo Re nan tout ka yo.Yon gout presyon ogmante nan gwo valè Re endike pa yon depandans dirèk sou koule nan volim.Se poutèt sa, yon nimewo Re ki pi wo nan tib la mennen nan yon gout presyon ki pi wo, ki mande pou yon ogmantasyon nan pouvwa ponp 39,40.Anplis de sa, pèt presyon yo pi wo akòz entansite ki pi wo nan remolin ak tourbiyon ki te pwodwi pa zòn nan sifas ki pi gwo, ki ogmante entèraksyon an nan presyon ak fòs inèsi nan layer1 fwontyè.
An jeneral, kritè evalyasyon pèfòmans (PEC) pou nanofluid ki pa kovalan (VNP-SDBS@DW) ak kovalan (VNP-COOH@DW) yo montre nan Figi.9. Nanofluid (ZNP-SDBS@DV) te montre pi wo valè PEC pase (ZNP-COOH@DV) nan tou de ka yo (ang helix 45° ak 90°) epi li te amelyore lè yo ogmante fraksyon mas la, pou egzanp, 0.025 wt.%se 1.17, 0.05 wt.% se 1.19 ak 0.1 wt.% se 1.26.Pandan se tan, valè PEC yo itilize nanofluids (GNPs-COOH@DW) yo te 1.02 pou 0.025 wt%, 1.05 pou 0.05 wt%, 1.05 pou 0.1 wt%.nan tou de ka yo (ang helix 45° ak 90°).1.02.Kòm yon règ, ak yon ogmantasyon nan nimewo Reynolds, efikasite tèmik-idwolik diminye anpil.Kòm nimewo Reynolds la ogmante, diminisyon nan koyefisyan efikasite tèmik-idwolik la sistematikman asosye ak yon ogmantasyon nan (NuNFs/NuDW) ak yon diminisyon nan (fNFs/fDW).
Pwopriyete idwotèmik nanofluid yo ki gen rapò ak likid de baz depann sou nimewo Reynolds pou tib ki gen ang 45° ak 90°.
Seksyon sa a diskite sou pwopriyete tèmik dlo (DW), ki pa kovalan (VNP-SDBS@DW), ak kovalan (VNP-COOH@DW) nanofluid nan twa konsantrasyon mas diferan ak nimewo Reynolds.De jeyometri echanjeur chalè senti mawonnen yo te konsidere nan seri a 7000 ≤ Re ≤ 17000 ki gen rapò ak tiyo konvansyonèl (ang helix 45 ° ak 90 °) pou evalye mwayèn tèmik-idwolik pèfòmans lan.Sou fig.10 montre tanperati dlo ak nanofluid nan priz la kòm yon mwayèn lè l sèvi avèk (ang helix 45° ak 90°) pou yon tiyo komen (\(\frac{{{T}_{out}}_{Twisted}}{{ {T} _{soti}}_{Regilye}}\)).Nanofluid ki pa kovalan (GNP-SDBS@DW) ak kovalan (GNP-COOH@DW) gen twa fraksyon pwa diferan tankou 0.025 wt%, 0.05 wt% ak 0.1 wt%.Jan yo montre nan fig.11, valè mwayèn tanperati priz la (\(\frac{{{T}_{soti}}_{Twisted}}{{{T}_{soti}}_{Plain}}\)) > 1, ki endike ke (45 ° ak 90 ° helix ang) tanperati a nan priz la nan echanjeur chalè a pi enpòtan pase sa yo ki nan yon tiyo konvansyonèl, akòz entansite a pi gwo nan tourbiyon ak pi bon melanje nan likid la.Anplis de sa, tanperati a nan priz la nan DW, ki pa kovalan ak kovalan nanofluid diminye ak ogmante nimewo Reynolds.Likid debaz la (DW) gen pi wo tanperati priz mwayen an.Pandan se tan, valè ki pi ba a refere a 0.1 wt%-SDBS@GNPs.Nanofluid ki pa kovalan (GNPs-SDBS@DW) te montre yon tanperati priz mwayèn ki pi ba konpare ak nanofluid kovalan (GNPs-COOH@DW).Depi kasèt la trese fè jaden an koule plis melanje, koule nan chalè tou pre-miray ka pi fasil pase nan likid la, ogmante tanperati a an jeneral.Yon pi ba rapò tòde-a-kasèt rezilta nan pi bon pénétration e pakonsekan pi bon transfè chalè.Nan lòt men an, li ka wè ke kasèt la woule kenbe yon tanperati ki pi ba kont miray la, ki an vire ogmante Nuavg la.Pou foure kasèt trese, yon valè Nuavg ki pi wo endike transfè chalè konvektif amelyore nan tib la.Akòz chemen an koule ogmante ak plis melanje ak tourbiyon, tan an rezidans ogmante, sa ki lakòz yon ogmantasyon nan tanperati likid la nan priz la41.
Reynolds nimewo nan divès nanofluids relatif nan tanperati a priz nan tib konvansyonèl (45 ° ak 90 ° ang helix).
Koefisyan transfè chalè (ang helix 45° ak 90°) kont nimewo Reynolds pou divès nanofluid konpare ak tib konvansyonèl yo.
Mekanis prensipal la nan transfè chalè tep bobin amelyore se jan sa a: 1. Diminye dyamèt idwolik tib echanj chalè a mennen nan yon ogmantasyon nan vitès koule ak koub, ki an vire ogmante estrès taye nan miray la ak ankouraje mouvman segondè.2. Akòz bloke kasèt la likidasyon, vitès la nan miray la tiyo ogmante, ak epesè nan kouch fwontyè a diminye.3. Espiral koule dèyè senti a trese mennen nan yon ogmantasyon nan vitès.4. Toubiyon pwovoke amelyore melanje likid ant rejyon santral ak toupre miray koule a42.Sou fig.11 ak fig.12 montre pwopriyete transfè chalè DW ak nanofluids, pou egzanp (koyefisyan transfè chalè ak nimewo Nusselt mwayèn) kòm mwayèn lè l sèvi avèk tib ensèsyon kasèt trese konpare ak tib konvansyonèl yo.Nanofluid ki pa kovalan (GNP-SDBS@DW) ak kovalan (GNP-COOH@DW) gen twa fraksyon pwa diferan tankou 0.025 wt%, 0.05 wt% ak 0.1 wt%.Nan tou de echanjeur chalè (45 ° ak 90 ° ang helix) pèfòmans transfè chalè mwayèn se > 1, ki endike yon amelyorasyon nan koyefisyan transfè chalè ak mwayèn nimewo Nusselt ak tib mawonnen konpare ak tib konvansyonèl yo.Nanofluid ki pa kovalan (GNPs-SDBS@DW) te montre pi wo amelyorasyon mwayèn transfè chalè pase nanofluid kovalan (GNPs-COOH@DW).Nan Re = 900, amelyorasyon nan 0.1 wt% nan pèfòmans transfè chalè -SDBS@GNPs pou de echanjeur chalè yo (45 ° ak 90 ° ang helix) te pi wo a ak yon valè de 1.90.Sa vle di ke efè inifòm TP a pi enpòtan nan pi ba vitès likid (nimewo Reynolds)43 ak ogmante entansite tourbiyon.Akòz entwodiksyon de vortex miltip, koyefisyan transfè chalè a ak kantite mwayèn Nusselt tib TT yo pi wo pase tib konvansyonèl yo, sa ki lakòz yon kouch fwontyè pi mens.Èske prezans HP ogmante entansite ajitasyon, melanje koule likid k ap travay ak transfè chalè amelyore konpare ak tiyo baz (san yo pa mete yon kasèt trese-tòde)21.
Mwayèn nimewo Nusselt (ang helix 45° ak 90°) kont nimewo Reynolds pou divès nanofluid konpare ak tib konvansyonèl yo.
Figi 13 ak 14 montre koyefisyan friksyon an mwayèn (\(\frac{{f}_{Twisted}}{{f}_{Plain}}\)) ak pèt presyon (\(\frac{{\Delta P} _ {Twisted}}{{\Delta P}_{Plain}}\}} apeprè 45° ak 90° pou tiyo konvansyonèl lè l sèvi avèk nanofluid DW, (GNPs-SDBS@DW) ak (GNPs-COOH@DW) echanjeur ion genyen (0.025 wt %, 0.05 wt % ak 0.1 wt %). {{f}_{Plain} }\)) ak pèt presyon (\(\frac{{ \Delta P}_{Twisted}}{{\Delta P) }_{Plain}}\}) diminye ka, koyefisyan friksyon an ak pèt presyon pi wo nan nimewo Reynolds ki pi ba yo koyefisyan friksyon an mwayèn ak pèt presyon an ant 3.78 ak 3.12 koyefisyan friksyon an mwayèn ak pèt presyon montre ke (45° helix). ang ak 90 °) echanjeur chalè koute twa fwa pi wo pase tiyo konvansyonèl yo.Anplis de sa, lè likid k ap travay la koule nan yon vitès ki pi wo, koyefisyan friksyon an diminye. Pwoblèm nan rive paske kòm nimewo Reynolds la ogmante, epesè nan kouch fwontyè a. diminye, ki mennen nan yon diminisyon nan efè a nan viskozite dinamik sou zòn ki afekte a, yon diminisyon nan gradyan vitès ak estrès taye ak, kidonk, yon diminisyon nan koyefisyan nan friksyon21.Efè a bloke amelyore akòz prezans nan TT ak rezilta nan toubiyon ogmante nan pèt presyon siyifikativman pi wo pou tiyo TT etewojèn pase pou tiyo baz.Anplis de sa, pou tou de tiyo baz la ak tiyo TT, li ka wè ke gout nan presyon ogmante ak vitès la nan likid la k ap travay43.
Koefisyan friksyon (ang helix 45° ak 90°) kont nimewo Reynolds pou divès nanofluid konpare ak tib konvansyonèl yo.
Pèt presyon (ang helix 45° ak 90°) kòm yon fonksyon nimewo Reynolds pou divès nanofluid parapò ak yon tib konvansyonèl.
An rezime, Figi 15 montre kritè evalyasyon pèfòmans (PEC) pou echanjeur chalè ak ang 45° ak 90° konpare ak tib plenn (\(\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}} \ )) nan (0.025 wt.%, 0.05 wt.% ak 0.1 wt.%) lè l sèvi avèk DV, (VNP-SDBS@DV) ak kovalan (VNP-COOH@DV) nanofluids.Valè (\(\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}\)) > 1 nan tou de ka yo (ang helix 45° ak 90°) nan echanjeur chalè a.Anplis de sa, (\(\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}\)) rive nan pi bon valè li nan Re = 11,000.Echanjeur chalè 90° la montre yon ti ogmantasyon nan (\(\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}\)) konpare ak yon echanjeur chalè 45°., Nan Re = 11,000 0.1 wt%-GNPs@SDBS reprezante pi wo (\(\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}\)) valè, pa egzanp 1.25 pou kwen echanjeur chalè 45° ak 1.27 pou echanjeur chalè kwen 90 °.Li pi gran pase yon sèl nan tout pousantaj nan fraksyon mas, ki endike ke tiyo ak foure kasèt trese yo siperyè tiyo konvansyonèl yo.Miyò, transfè chalè amelyore ki bay pa foure kasèt yo te lakòz yon ogmantasyon siyifikatif nan pèt friksyon22.
Kritè efikasite pou kantite Reynolds nan divès kalite nanofluid an relasyon ak tib konvansyonèl (45 ° ak 90 ° ang helix).
Apendis A montre rasyonalizasyon pou echanjeur chalè 45° ak 90° nan Re = 7000 lè l sèvi avèk DW, 0.1 wt%-GNP-SDBS@DW ak 0.1 wt%-GNP-COOH@DW.Rasyonalizasyon yo nan plan an transverse se karakteristik ki pi frape nan efè a nan foure riban trese sou koule prensipal la.Itilizasyon echanjeur chalè 45 ° ak 90 ° montre ke vitès la nan rejyon ki toupre miray la se apeprè menm bagay la.Pandan se tan, Apendis B montre kontou vitès yo pou echanjeur chalè 45 ° ak 90 ° nan Re = 7000 lè l sèvi avèk DW, 0.1 wt%-GNP-SDBS@DW ak 0.1 wt%-GNP-COOH@DW.Bouk vitès yo nan twa diferan kote (tranch), pou egzanp, Plain-1 (P1 = -30mm), Plain-4 (P4 = 60mm) ak Plain-7 (P7 = 150mm).Vitès koule tou pre miray tiyo a pi ba ak vitès likid la ogmante nan direksyon sant tiyo a.Anplis de sa, lè w ap pase nan kanal lè a, zòn nan vitès ki ba tou pre miray la ogmante.Sa a se akòz kwasans lan nan kouch fwontyè idrodinamik la, ki ogmante epesè nan rejyon an ba-vitès toupre miray la.Anplis de sa, ogmante nimewo Reynolds la ogmante nivo vitès an jeneral nan tout seksyon transvèsal yo, kidonk diminye epesè rejyon an vitès ki ba nan kanal la39.
Nanosheets grafèn kovalan ak ki pa fonksyonalize yo te evalye nan foure kasèt trese ak ang helix nan 45 ° ak 90 °.Echanjeur chalè a nimerik rezoud lè l sèvi avèk modèl turbilans SST k-omega nan 7000 ≤ Re ≤ 17000. Pwopriyete tèrmofizik yo kalkile nan Tin = 308 K. Ansanm chofe miray tib la trese nan yon tanperati konstan 330 K. COOH@DV) te dilye nan twa kantite mas, pou egzanp (0.025 wt.%, 0.05 wt.% ak 0.1 wt.%).Etid aktyèl la konsidere sis faktè prensipal: tanperati priz, koyefisyan transfè chalè, mwayèn nimewo Nusselt, koyefisyan friksyon, pèt presyon, ak kritè evalyasyon pèfòmans.Men rezilta prensipal yo:
Tanperati priz mwayèn (\({{T}_{soti}}_{Nanofluids}\)/\({{T}_{soti}}_{Basefluid}\)) toujou mwens pase 1, ki vle di ke ki pa gaye Tanperati priz valans (ZNP-SDBS@DV) ak kovalan (ZNP-COOH@DV) nanofluids pi ba pase sa ki nan likid baz la.Pandan se tan, tanperati mwayèn priz la (\({{T}_{soti}}_{Twisted}\)/\({{T}_{soti}}_{Plain}\)) valè > 1, ki endike nan reyalite ke (45 ° ak 90 ° ang helix) tanperati priz la pi wo pase ak tib konvansyonèl yo.
Nan de ka yo, valè mwayèn nan pwopriyete transfè chalè (nanofluid/likid baz) ak (tib trese/tib nòmal) toujou montre >1.Nanofluid ki pa kovalan (GNPs-SDBS@DW) te montre yon ogmantasyon mwayèn ki pi wo nan transfè chalè, ki koresponn ak nanofluid kovalan (GNPs-COOH@DW).
Koefisyan friksyon mwayèn (\({f}_{Nanofluids}/{f}_{Basefluid}\)) nan nanofluid ki pa kovalan (VNP-SDBS@DW) ak kovalan (VNP-COOH@DW) se toujou ≈1. .friksyon nan nanofluid ki pa kovalan (ZNP-SDBS@DV) ak kovalan (ZNP-COOH@DV) (\({f}_{Twisted}/{f}_{Plain}\)) pou toujou > 3.
Nan tou de ka yo (ang helix 45° ak 90°), nanofluid yo (GNPs-SDBS@DW) te montre pi wo (\({\Delta P}_{Nanofluids}/{\Delta P}_{Basefluid}\)) 0.025 wt.% pou 2.04%, 0.05 wt.% pou 2.46% ak 0.1 wt.% pou 3.44%.Pandan se tan, (GNPs-COOH@DW) nanofluids te montre pi ba (\({\Delta P}_{Nanofluids}/{\Delta P}_{Basefluid}\)) soti nan 1.31% pou 0.025% wt. a 1.65% se 0.05 % pa pwa.Anplis de sa, pèt presyon mwayèn (\({\Delta P}_{Twisted}/{\Delta P}_{Plain}\) nan ki pa kovalan (GNPs-SDBS@DW) ak kovalan (GNPs-COOH@DW). ))) nanofluids toujou >3.
Nan de ka yo (ang helix 45° ak 90°), nanofluid yo (GNPs-SDBS@DW) te montre yon pi wo (\({PEC}_{Nanofluids}/{PEC} _{Basefluid}\)) @DW valè) , egzanp 0.025 wt.% - 1.17, 0.05 wt.% - 1.19, 0.1 wt.% - 1.26.Nan ka sa a, valè (\({PEC}_{Nanofluids}/{PEC}_{Basefluid}\)) lè l sèvi avèk (GNPs-COOH@DW) nanofluid yo se 1.02 pou 0.025% wt, 1.05 pou 0. , 05 pwa.% ak 1.02 se 0.1% pa pwa.Anplis de sa, nan Re = 11,000, 0.1 wt%-GNPs@SDBS te montre pi wo valè (\({PEC}_{Twisted}/{PEC}_{Plain}\)), tankou 1.25 pou ang helix 45°. ak ang helix 90° 1.27.
Thianpong, C. et al.Optimizasyon milti-bi nan diyoksid Titàn nanofluid / koule dlo nan echanjeur chalè a, ranfòse pa foure kasèt trese ak zèl delta.entèn J. Cho.syans la.172, 107318 (2022).
Langerudi, HG ak Jawaerde, C. Etid eksperimantal nan koule likid ki pa Newtonyen nan bellows mete ak tipik ak V ki gen fòm kasèt trese.Transfè Chalè ak Mass 55, 937–951 (2019).
Dong, X. et al.Etid eksperimantal sou karakteristik transfè chalè ak rezistans koule nan yon echanjeur chalè tubulaires espiral trese [J].Tanperati aplikasyon an.pwojè.176, 115397 (2020).
Yongsiri, K., Eiamsa-Ard, P., Wongcharee, K. & Eiamsa-Ard, SJCS Amelyore transfè chalè nan koule chanèl ajite ak oblik separe najwar.rechèch aktualite.tanperati.pwojè.3, 1–10 (2014).