به کارگیری و مقایسه عملکرد گرمایی و هیدرودینامیکی نانوسیال های گرافن اکسید و آلومینا در مبدل گرمایی صفحه ای

هدف از این پژوهش‌ ارزیابی و مقایسه تاثیر دو نوع نانوسیال پایه آب با هندسه متفاوت تشکیل شده از نانوصفحه‌های گرافن اکسید و نانوذره‌های آلومینا بر عملکرد یک مبدل گرمایی صفحه‌ای می‌باشد. بدین منظور نخست نانوسیال‌های با غلظت 1/0 درصد وزنی به کمک یک دستگاه فراصوت دارای میله سنجش و یک همزن مکانیکی پر قدرت تهیه شدند و در ادامه ویژگی‌های ترموفیزیکی آن‌ها شامل ضریب هدایت گرمایی، گرانروی و عدد پرانتل مورد تحلیل و مقایسه قرار گرفت. به منظور آزمایش عملکردی، یک سامانه گرمایی شامل یک مبدل صفحه‌ای لحیمی مجهز به دو عدد پمپ، دو عدد جربان سنج ، چهار عدد دماسنج ، دو عدد فشارسنج، دو عدد مخزن و لوله‌های فولادی عایق شده، بر پا شد. شدت جریان سیال گرم (آب خالص) ثابت و از نانوسیال به عنوان سیال سرد برای خنک کردن سیال گرم در شدت جریان‌های 5/1، 2، 5/2، 3 و L/min 5/3 استفاده شد. عملکرد گرمایی و هیدرودینامیکی از روش ارزیابی نرخ انتقال گرما، عدد ناسلت، ضریب اصطکاک، افت فشار، توان پمپاژ و سرانجام معیار ضریب عملکرد (نسبت انتقال گرمای به دست آمده به توان پمپاژ مصرفی) به دست آمد. در مقابسه با آب، گرما در مبدل و با استفاده از دو نمونه نانوسیال با نرخ بیش تری انتقال یافت به طوری که در بیش ترین حالت (در کم ترین شدت جریان) درصد بهبود انتقال گرما در نانوسیال گرافن اکسید و نانوسیال آلومینا به ترتیب 46 و 18 درصد بود. این مطالعه نشان داد که بیشینه بهبود ضریب عملکرد مبدل نسبت به آب با استفاده از نانوسیال گرافن اکسید و در شدت جریان‌های کم تر از L/min 5/2 به دست آمد (27 درصد)، در حالی که در شدت جریان‌های بالاتر از L/min 5/2 ضریب عملکرد نانوسیال گرافن اکسید افت محسوسی داشته و از نانوسیال آلومینا و حتی از آب خالص هم کم تر شده بود.