Modeling of TiO2-water Nanofluid Effect on Heat Transfer and Pressure Drop

اين مقاله مدل‌سازي عددي انتقال حرارت جابه‌جايي اجباري و مشخصات جريان نانوسيال متشكل از آب و TiO2 در غلظت‌هاي حجمي(0.002 < ? < 0.02) راگزارش مي‌دهد. ضريب انتقال حرارت (عدد ناسلت) و افت فشار نانوسيال در لوله مسي افقي، در رژيم جريان آشفته(8000 < Re < 51000) با كمك روش تك‌فازي مورد بررسي قرار گرفته است. عدد ناسلت با افزايش عدد رينولدز و غلظت حجمي نانو ذرات افزايش پيدا كرده است. در كنار بهبود ضريب انتقال حرارت با استفاده از نانو سيال، افت فشار نيز افزايش يافته است. نتايج مدل‌سازي عددي با اطلاعات آزمايشگاهي مقايسه شده‌اند. اين مقايسه تطابق خوبي بين نتايح شبيه‌سازي با اطلاعات آزمايشگاهي نشان مي‌دهد. به‌علاوه، دو معادله براي تخمين عدد ناسلت و ضريب اصطكاك بر مبناي اعداد بدون بعد بسط داده شد.

This paper reports a numerical study on the force convection heat transfer and flow characteristics of a nanofluid containing water with various volume fractions of TiO2 (0.002 < ? < 0.02). The heat transfer coefficient (Nusselt number) and pressure drop of the nanofluid in a horizontal copper tube, under turbulent flow conditions (8000 < Re < 51000) with a single phase approach were investigated. The Nusselt number was enhanced with increasing the Reynolds number and nanoparticles volume fractions. Besides, with improving the heat transfer coefficient, the pressure drop was increased by using nanofluid. Modeling outcomes were compared with the experimental data. This comparison showed good agreement between the experimental data and the simulated results. In addition, two equations were developed to estimate Nusselt number and friction factor based on the dimensionless numbers.