بررسي تاثير نوار مارپيچ برش خورده و نانوسيال آلومينا بر انتقال حرارت در مبدل حرارتي دولوله اي

Effect of cut twisted tape and Al2O3 nanofluid on heat transfer of double tube heat exchanger

در مطالعه حاضر انتقال حرارت جابجايي اجباري آب و نانوسيال آلومينا در يك مبدل حرارتي دولوله اي مجهز به نوار مارپيچ معمولي و نوار مارپيچ برش خورده، بصورت تجربي بررسي شده و تاثير غلظت نانوسيال و حضور نوارمارپيچ معمولي و برش خورده بر انتقال حرارت مورد مطالعه قرار گرفته است. آزمايشات در رژيم جريان مغشوش در محدوده عدد رينولدز 4000 تا 34000 انجام شده و غلظت نانوسيال مورد استفاده 0.025 0.05 و 0.1 درصد حجمي مي باشد. نتايج مطالعات حرارتي حاكي از افزايش ضريب انتقال حرارت جابجايي نانوسيال نسبت به سيال پايه مي باشد. افزايش غلظت نانوسيال به صورت كلي باعث بهبود انتقال حرارت شده است. همچنين تاثير استفاده از نانوسيال در اعداد رينولدز بالا بيشتر مي باشد. استفاده از لوله حاوي نوار مارپيچ برش خورده و نانوسيال، نسبت به لوله خالي و لوله با نوار مارپيچ معمولي و سيال پايه، موجب افزايش انتقال حرارت و عدد ناسلت شده است. بررسي افت فشار سيستم نشان داد كه نانوسيال مورد استفاده با غلظت هاي ذكر شده باعث افزايش اندكي در افت فشار شده كه قابل صرفنظر كردن مي باشد. اما نوارهاي مارپيچ داخل لوله به علت ايجاد مقاومت و افزايش سطح تماس، باعث افزايش افت فشار سيستم شده و ضريب اصطكاك را نيز افزايش مي دهند.

In this study, forced convective heat transfer characteristics of Al_2 O_3/water nanofluid flowing through a double pipe heat exchanger with plain twisted tape and cut twisted tape inserts are investigated experimentally to reveal the effect of cut twisted tape and nanofluid concentration on heat transfer. Experiments are conducted in a turbulent flow regime with Re number ranging from 4000-34000 and in the particle volume concentration range of 0 < ? < 0.1%.The results of thermal studies showed enhancement of convective heat transfer with Al_2 O_3 nanofluids compared with flow of water. Also, it was found that in higher Reynolds numbers the nanofluid has better heat transfer capability. The effects of twisted tape with and without cuts on edges on heat transfer coefficient and rate were investigated. It was found that the twisted tape with cut edges could enhance heat transfer rate better than twisted tape without cut edges. The pressure drop was investigated for flow of nanofluid and water. The results showed that there is a there is little difference between pressure drops in these cases. Friction factor and pressure drop in tube with plain twisted tape and cut twisted tape inserts are increased due to increasing flow resistance and contact surface between fluid and flow passage.