بررسي آزمايشگاهي جابجايي اجباري نانوسيال درون يك لوله افقي حاوي ماده متخلخل

Experimental investigation of forced convection of nanofluids in a horizontal tube filled with porous medium

در اين مقاله انتقال حرارت آب و نانو سيال آب- آلومينا در يك لوله دما ثابت حاوي ماده متخلخل در محدوده رينولدز 700 تا 5000 به صورت تجربي مورد بررسي قرار گرفته است. با توجه به مطالعات انجام شده، انتقال حرارت نانوسيال در لوله حاوي ماده متخلخل با دماي ثابت به طور كامل بررسي نشده و مطالعات عميق‌تري در اين خصوص نياز است. در اين آزمايش، نانو سيال آب- آلومينا در درصد حجمي‌هاي مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. پس از اندازه‌گيري دماي ورودي و خروجي لوله، عدد ناسلت متوسط براي هر درصد حجمي محاسبه و همزمان افت فشار در لوله نيز اندازه گيري مي‌شود. با تكرار آزمايش، نتايج بدست آمده بوسيله روابط آماري در بازه اطمينان نمايش داده مي‌شوند. صحت‌سنجي نتايج نيزبا استفاده از روابط تيوري مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج بدست آمده نماينگر افزايش انتقال حرارت نانوسيال نسبت به سيال پايه است. انتقال حرارت جابجايي در لوله حاوي ماده متخلخل فلزي به عنوان راه كاري جديد براي افزايش انتقال حرارت مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج لوله متخلخل نشان دهنده افزايش قابل ملاحظه انتقال حرارت جابجايي تا حدود دو برابر، در مقايسه با لوله خالي است. اثرات همزمان انتقال حرارت و افت فشار نيز در لوله حاوي ماده متخلخل در نسبت‌هاي تخلخل مختلف ارايه و مورد بررسي قرار مي‌گيرد.

Heat transfer of Alumina/water nanofluids in a uniform-temperature porous pipe has been investigated in a wide range of Reynolds number, i.e. 700 < Re < 5000. Investigation of force convective heat transfer of nanofluids in a porous pipe with uniform wall temperature has not been considered completely in the literature. In this experimental study, Alumina nanofluids with different volume fractions have been completely employed. By measuring the nanofluid temperatures, the Nusslet numbers have been reported as a function of the Reynolds number. Also, the pressure drop of nanofluids inside the porous pipe has been measured. The accuracy of the experimental results has been also validated by the presented theoretical formulas in the literature. The result shows a considerable increase in the Nusslet number by using nanofluids instead of water. Convective heat transfer of a porous pipe has been also studied as a novel method to increase the heat transfer rate. The related results show a significant increase in the heat transfer in the presence of porous medium. Both heat transfer and pressure drop of nanofluids in the porous pipe have been also reported and discussed.