التحليل العملي في تحسي ن انتقال الحرار ة والجريان للموائع النانوية باستخدام النحاس ، وأوكسيد التيتانيوم مع اثيلين كلايكول وماء مقطر في مبادل حراري حلزوني
محتوى المقالة الرئيسي
الملخص
تحقيق عملي لتحسين انتقال الحرارة والجريان بواسطة استعمال جزئيات نانوية مثل النحاس وأوكسيد التيتانيوم من خلال مبادل حراري حلزوني مع ماء مقطر واثلين كلايكول
وللجريان مضطرب متوازي ومتعاكس. ستّة أنواعِ مِنْ الموائع النانوية استعملت وهي نحاس- ماء مقطّرَ، نحاس – ماء مقطّرَ وأثيلين كلايكول ، نحاس – إثيلينِ كلايكول ،
أوكسيد التيتانيوم – ماء مقطّرَ، أوكسيد التيتانيوم – ماء مقطّرَ وأثيلين كلايكول، أوكسيد التيتانيومِ - إثيلين كلايكول مع تراكيز حجميه هي 5%, 3%, 2%, 1% , 0.5% .
بينت النتائج العملية ان الزيادة بمعامل انتقال الحرارة كانت كالتالي 50.2 % Cu – Dw, 41.5% Cu – (EG + Dw), 32.12 % Cu – EG ,
36.5% TiO2 – Dw , 30.2 % TiO2 – ( EG + Dw), 25.5%, TiO2 – EG. وجود الجزئيات النانوية مثل النحاس واوكسيد التيتانيوم يساهم بتوليد تيارات
حمل نانوية قوية وخلط جيد الموائع النانوية التي تحتوي جزئيات نانوية معدنية تكون أكثر تحسين في انتقال الحرارة من الجزئيات النانوية التي تحتوي على اكاسيد نانوية.
اجهاد القص للموائع النانوية يزداد مع زيادة التركيز الحجمي للجزئيات النانوية ولجريان متوازي ومتعاكس. ولا تأثير لتغير اتجاه الجريان على معامل انتقال الحرارة الكلي
وتكون هذه الموائع النانوية هي موائع نيوتنية للتراكيز المأخوذة في الدراسة. وهذه المقالة بينت ايضا ان هناك توافق جيد بين النَتائِجِ التجريبيةِ والتحليلية لمعامل الاحتكاك
للموائع النانوية. كما واوضحت هذه الدراسة ان الموائع النانوية لأتسبب جزأ بطاقة الضخ. ان الدراسة بينت ان الاداء الحراري للنحاس مع الماء المقطر يكون أفضل من
النحاس مع الماء المقطر واثيلين كلايكول وكذلك من النحاس مع اثيلين كلايكول بسبب الموصلية العالية للنحاس والماء المقطر مقارنة مع اثيلين كلايكول.
المقاييس
تفاصيل المقالة

هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.
THIS IS AN OPEN ACCESS ARTICLE UNDER THE CC BY LICENSE http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
##plugins.generic.plaudit.displayName##
المراجع
Pak B, Cho Y. Hydrodynamic and heat transfer study of dispersed fluids with submicron metallic oxide particles. Experimental Heat Transfer 1998; 11: 151-170.
Lee S, Choi S, Li S, Eastman JA. Measuring thermal conductivity of fluids containing oxide nanoparticles. ASME Journal Heat Transfer 1999; 121:280–289. DOI: https://doi.org/10.1115/1.2825978
Wang X, Xu X, Choi S. Thermal conductivity of nanoparticle – fluid mixt-ure. Journal of Thermophysics and Heat Transfer 1999; 13: 474–480.
Xuan Y, Li Q. Heat transfer enhancement of nanofluids. International Journal of Heat and Fluid Flow 2000; 21: 58–64. DOI: https://doi.org/10.1016/S0142-727X(99)00067-3
Xuan Y, Roetzel W. Conceptions for heat transfer correlation of nanofluids. International Journal of Heat and Mass Transfer 2000; 43: 3701–3707.
Das SK, Putra N, Thiesen P, Roetzel W. Temperature dependence of thermal conductivity enhancement for nanofl-uids. ASME Journal of Heat Transfer 2003; 125: 567–574. DOI: https://doi.org/10.1115/1.1571080
Yang Y, Zhang ZG, Grukle AK, Anderson WB, Wu G. Heat transfer properties of nanoparticle-in-fluid disper-sions (nanofluids) in laminar flow. International Journal of Heat and Mass Transfer 2005; 48: 1107–1116. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2004.09.038
Koo J, Kleinstreuer C. Impact analysis of nanoparticle motion mechanisms on the thermal conductivity of nanofluids. International Communications in Heat and Mass Transfer 2005; 32: 1111–1118. DOI: https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2005.05.014
Heris SZ, Esfahany MN, Etemad SGh. Experimental investigation of convective heat transfer of Al2O3 / water nanofluid in circular tube. International Journal of Heat and Fluid Flow 2007; 28: 203–210. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijheatfluidflow.2006.05.001
Zhang X, Gu H, Fujii M. Effective thermal conductivity and thermal diffusivity of nanofluids containing spherical and cylindrical nanoparticles. Experimental Thermal and Fluid Sciences 2007; 31: 593–599. DOI: https://doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2006.06.009
Seban RA, McLaughlin EF. Heat transfer in tube coils with laminar and turbulent flow. International Journal of Heat and Mass Transfer 1963; 6: 387–395.
Regers GFC, Mayhew YR. Heat transfer and pressure loss in helically coiled tubes with turbulent flow.
International Journal of Heat and Mass Transfer 1964; 7: 1207–1216. DOI: https://doi.org/10.1016/0017-9310(64)90062-6
Mori Y, Nakayama W. Study on forced convective heat transfer in curved pipe. International Journal of heat and Mass Transfer 1965; 8: 67–82. DOI: https://doi.org/10.1016/0017-9310(65)90098-0
Einstein A. Investigation on the theory of Brownian motion. Dover; New York: 1956.
Binkman HC. The viscosity of concentra-ted suspensions and solution. The Journal of Chemical Physics 1952; 20 (4): 571. DOI: https://doi.org/10.1063/1.1700493
Wang X, Xu X, Choi S. Thermal conductivity of nanoparticle – fluid mixture. Journal of Thermophysics and Heat Transfer 1999; 13: 474–480. DOI: https://doi.org/10.2514/2.6486
Batchelor GK. The effect of Brownian motion on the bulk stress in a suspension of spherical particles. Journal of Fluid Mechanics 1977; 83 (1): 97-117. DOI: https://doi.org/10.1017/S0022112077001062
Smith JM, Van Ness HC. Introduction to chemical engineering thermodynamic. McGraw-Hill: New York; 1987.
Wasp EJ, Kenny JP, Gandhi RL. Solid – liquid slurry pipeline transportation, bulk materials handling. Transtechnology Publications: Germany;1999.
Hamilton RL, Crosser OK. Thermal conductivity of heterogeneous two-component systems. Industrial & Engineering Chemistry Fundamentals 1962; 1 (3): 187-191. DOI: https://doi.org/10.1021/i160003a005
Maxwell JC. A treatise on electricity and magnetism. 2nd ed. Clarendon Press Oxford: UK;1981.
Timofeeva EV, et al. Thermal conductivity and particle agglomeration in alumina nanofluids. Experiment and Theory. Physical Review E Journal 2007; 76 (6): 16-23. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevE.76.061203
Xuan Y, Roetzel W. Conceptions for heat transfer correlation of nanofluids. International Journal of Heat and Mass Transfer 2000; 43: 3701–3707. DOI: https://doi.org/10.1016/S0017-9310(99)00369-5
Pak BC, Cho YI. Hydrodynamic and heat transfer study of dispersed fluids with sub micro metallic oxide particles. Experimental Heat Transfer 1998; 11: 151-170. DOI: https://doi.org/10.1080/08916159808946559
White FM. Heat transfer. Addison–Wesley Publishing Company Inc.: New York;1984.
Shokouhm H, Salimpour MR, Akhavan MA. Experimental investigation of shell and coiled tube heat exchangers using Wilson plots. International Communications in Heat and Mass Transfer 2008; 35: 84–92. DOI: https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2007.06.001
Salimpour MR. Heat transfer characteristics of a temperature–dependent property fluid in shell and coiled tube heat exchangers. International Communications in Heat and Mass Transfer 2008; 35: 1190–1195. DOI: https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2008.07.002
Seban RA, Mclauchlin EF. Heat transfer in tube coils with laminar and turbulent flow. Heat Mass Transfer 1962; 6: 387–395. DOI: https://doi.org/10.1016/0017-9310(63)90100-5
Amori KE, Sherza JS. An investigation of shell–helical coiled tube heat exchanger used for solar water heating system. Innovative Systems Design and Engineering 2013; 4 (15): 78-90.