تحسين انتقال الحرارة باستخدام الموائع النانوية الهجينة والأشرطة الملتوية المختلفة في تطبيقات المبادلات الحرارية
Heat Transfer Enhancement by Hybrid Nanofluid and Different Twisted Tape Inserts in Heat Exchangers Applications
- الباحث
- نور فؤاد عبد الحمزة
- المشرف
- ستار جابر حبيب
- الجامعة
- الجامعة التكنولوجية
- الكلية / القسم
- قسم الهندسة الميكانيكية / الهندسة الميكانيكية
- الشهادة
- ماجستير
- السنة
- 2022
- لغة الرسالة
- انكليزي
- الكلمات المفتاحية
- Hybrid nanofluid;Twisted tape;Heat exchanger;Heat transfer enhancement
الملخص
تم في هذا البحث إجراء دراسة نظرية وعملية لتحسين أنتقال الحرارة لأنبوب دائري أفقي وبأستخدام الموائع المتناهية الدقة الهجينة والمتكونه من خلط اوكسيد الالمنيوم و اوكسيد النحاس مع الماء المقطر وبوجود الشرائط الملتوية .تم أستخدام نوعين من Lit pall الملتوية ( plain twisted ,double v-cut والتي تم تصنيعها بنسبة التواء TR=9.25) ) ضمن التراكيز الحجمية ( 0.6 1.861.2¢ %( لجريان اضطرابي كامل التشكل وبتأثير فيض حراري منتظم. الجانب العملي من الدراسة تضمن بناء منظومة اختبار تحوي على أجهزة القياس الضرورية لحساب مقدار التحسن لأنتقال الحرارة بأستخدام المائع المتناهي الدقة الهجين مع وجود الشرائط الملتوية وتم إجراء كافة التجارب عند مدى رقم رينولد( 3560-8230 ) ومدى فيض حراري Wim? )9820-13217.4( وكذلك تضمن الجانب العملي تحضير واعداد المائع الهجين وتم اجراء فحص لحجوم الجزيئات النانوية بتقنية الاشعه السينية . تم قياس مقدار هبوط الضغط Gila jac حرارة السطح للانبوب ،ومعدل تدفق المائع الهجين ،والفيض الحراري، ودرجات حرارة المائع الهجين الداخل والخارجة من الانبوب. تضمنت الدراسة النظرية التحليل العددي بأستخدام تقنية الحجوم المحددة لحل المعادلات التفاضلية الحاكمة بالابعاد الثلاثية من خلال برنامج جاهز ( ANSYS-Fluent ) لدراسة تأثير مدى رقم رينولد والنسب الحجمية و اشكال الشرائط الملتوية على مقدار التحسين في انتقال الحرارة ورقم نسلت و معامل الاحتكاك. من خلال اجراء المقارنه بين النتائج العملية والنظرية لوحظ تطابق جيد بين النتائج وان أقصى مقدار للخطأ هو 9,7 % عند أستخدام الشريط الملتوي ( (DVCT وبتركيز حجمي للموائع الهجينة و مقداره (01.8؟) .
Abstract
This work presents an experimental and numerical study to investigate the heat transfer enhancement in a horizontal circular tube, use, hybrid nanofluid which contains two metal oxide {Al2O3 (20 nm) , CuO(40nm)}–distilled water with two types of twisted tapes( plain twisted tape , double v-cut twisted tape) were used with twisted ratio (9.25).The studied concentrations of hybrid nanofluid are (∅ = 0, 0.6, 1.2 and 1.8% by volume) under fully developed turbulent flow and uniform heat flux condition. The experimental test rig includes all the required instruments to study the heat transfer enhancement for hybrid nanofluid with inserted twisted tape. All the tests were carried out with Reynolds number range (3560-8320) and uniform heat flux (9280-13217.4 W/m2). The experimental study also includes preparation of hybrid nanofluid and X-ray examine for nanoparticles. The pressure drops, wall temperature, flow rate, heat flux and temperature of hybrid nanofluid flowing through a uniform heated circular tube were measured. The numerical analysis was based on finite volume numerical techniques to solve the governing partial differential equations in three dimensions, using ANSYS FLUENT commercial CFD software, to study the effect of Reynolds number, concentration of hybrid nanofluid and twist tapes on the heat transfer enhancement, average Nusselt number, velocity profile, and friction for hybrid nanofluid. The comparison between the experimental and numerical results showed a high agreement, and the maximum error was 9.7% occurred with (double v-cut twisted tape).
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.