To investigate the effect of nanofluids on convective heat transfer, an experimental study was performed through a circular straight tube with a constant heat flux condition in the laminar and turbulent flow regime. Stable nanofluids, which were water-based suspensions of alumina and amorphous carbonic nanoparticles, were prepared by two- and one-step methods. The effects of thermal conductivity and supernatant nanoparticles of the nanofluids on convective heat transfer were investigated under different flow regimes. In alumina nanofluids containing 3 vol% of suspended particles, the increment of thermal conductivity and convective heat transfer coefficient was 8% and 20%, respectively. For amorphous carbonic nanofluids, the thermal conductivity was similar to that of water, and the convective heat transfer coefficient increased by only 8% in laminar flow. In a comparison of thermal conductivity and convection, the enhancement of the convective heat transfer was much higher than that of the thermal conductivity of nanofluids. The movements of nanoparticles enhanced the convective heat transfer at the entrance region

چکیده

به منظور بررسی اثر نانوسیالات بر انتقال حرارت جابجایی، یک لوله مستقیم الخط دارای مقطع دایروی تحت شار حرارتی ثابت و جریان آرام و آشفته مورد آزمایش قرار خواهد گرفت. نانوسیالات پایدار که سوسپانسیون های پایه آب آلومینا و نانوذرات نامنظم کربنی هستند، از روش های یک گام و دو گام تهیه می شوند. آثار هدایت حرارتی و نانوذرات معلق در نانوسیالات بر انتقال حرارت جابجایی، تحت رژیم های خاصی بررسی می گردند. در نانوسیالات حاوی 3 درصد حجمی آلومینا، افزایش هدایت حرارتی و ضریب انتقال حرارت جابجایی به ترتیب 8 % و 20 % به وقوع می پیوندد. در حالی که در نانوسیالات حاوی نانوذرات نامنظم کربن، هدایت حرارتی شبیه آب بوده و ضریب انتقال حرارت جابجایی تنها 8 درصد در جریان آرام افزایش می یابد. از مقایسه ازدیاد هدایت حرارتی و جابجایی نانوسیالات مشاهده می گردد که افزایش انتقال حرارت جابجایی بسیار بزرگ تر می باشد. حرکت نانوذرات باعث افزایش انتقال حرارت جابجایی در ناحیه ورودی می شود.   

1-مقدمه

بهبود مشخصات انتقال حرارت در سیستم های حرارتی بسیاری از صنایع مانند انرژی، الکترونیک و حمل و نقل با توجه به فقدان منابع انرژی، اتلاف حرارتی بالا هنگام عملکرد بالا و تقاضا برای سیستم های فشرده، از اهمیت بسیاری برخوردار است. روش های معمول برای افزایش نرخ انتقال حرارت شامل دو نوع انفعالی و فعال می گردد. در روش های انفعالی از سطوح گسترده ( فین ها )، سطوح صاف و جریان چرخشی استفاده می شود در حالی که در روش های فعال از ارتعاش سیال، ارتعاش سطح و ابزارآلات مکانیکی بهره گرفته می شود ]1[ . اما این روش ها دارای محدودیت بوده و پس از بهبود نرخ انتقال حرارت تا یک حد معین، با تنگراه مواجه می شود.پس از بررسی نانوسیالات حاوی نانوذرات معلق توسط Choi ]2[ به عنوان مواد مهندسی نوین، پژوهشگران زیادی به بررسی مشخصات این نانوسیالات از جمله هدایت حرارتی آن ها پرداختند...