تحلیل عددی انتقال حرارت در نانوسیال هیبریدی اکسید‌سیلیسیوم- اکسید‌تیتانیوم بر پایه آب و اتیلن‌گلیکول برای خنک کاری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 دانشکده مکانیک دانشگاه سمنان

3 گروه جامدات،دانشکده مکانیک،دانشگاه سمنان، سمنان، ایران.

چکیده

با توجه به اهمیت استفاده از نانوسیالات در موتورهای احتراق داخلی، طراحی یک سیستم خنک‌کننده بهینه برای کاهش دما جهت بهبود عملکرد موتور حائز اهمیت است. در مطالعات پیشین مشخص شده است که هدایت حرارتی نانوذرات می‌تواند با تهیه نانوذرات هیبریدی تغییر کند. در این مطالعه توانایی افزایش نرخ انتقال حرارت نانوسیال هیبریدی در موتورهای احتراق داخلی به صورت عددی برای جریان تک فاز بررسی شده است. نانوسیال هیبریدی از اکسید‌سیلیسیوم- اکسید‌تیتانیوم مبتنی بر آب-اتیلن‌گلیکول با غلطت‌های مختلف نانوذرات در کسر حجمی برابر سیال پایه، تشکیل شده است. نتایج نشان می‌دهد نانوسیالات هیبریدی باعث بهبود نرخ انتقال حرارت، کاهش مقاومت حرارتی و افزایش ضریب اصطکاک می‌شود. برای غلظت 1 و 2 درصد نانوسیال هیبریدی اکسید‌سیلیسیوم-‌اکسید‌تیتانیوم- آب- اتیلن‌گلیکول ضریب انتقال حرارت نسبت به سیال پایه به ترتیب 8.26 و 13 درصد افزایش مشاهده شد. افزایش عدد ناسلت برای نانوسیال هیبریدی نسبت به سیال پایه 11.23 و 19.18 درصد ثبت شده است. در این مطالعه مقادیر افت فشار، قدرت پمپاژ و متوسط ضریب اصطکاک نیز بررسی شده است. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Numerical analysis of heat transfer in silicon oxide-titanium oxide hybrid nanofluid based on water and ethylene glycol for cooling

نویسندگان [English]

  • Nasim Momeni Shourakchally 1
  • Amir Mohammad Jadidi 2
  • Mohammad Azadi 3
1 Faculty of Semnan University, Semnan,, Iran
2 Faculty of Mechanical Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
3 Faculty of Mechanical Engineering, Semnan Universit,y, Semnan, Iran
چکیده [English]

Considering the importance of using nanofluids in internal combustion engines, it is important to design an optimal cooling system to reduce the temperature to improve engine performance. Previous studies have shown that the thermal conductivity of nanoparticles can be changed by preparing hybrid nanoparticles. In this study, the ability to increase the heat transfer rate of hybrid nanofluid in internal combustion engines has been investigated numerically for single-phase flow. Hybrid nanofluid is composed of SiO2-TiO2 on water-ethylene glycol based with different concentrations of nanoparticles in equal volume fraction of the base fluid. The results show that hybrid nanofluids improve the heat transfer rate, reduce the thermal resistance and increase the coefficient of friction. For concentrations of 1 and 2% SiO2-TiO2-water-ethylene glycol hybrid nanofluid, the heat transfer coefficient compared to the base fluid increased by 8.26 and 13%, respectively. An increase in Nusselt number for hybrid nanofluids compared to base fluid was recorded at 11.23 and 19.18%. In this study, the values of pressure drop, pumping power and average coefficient of friction are also investigated.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nano coolant
  • Hybrid nano-fluid
  • Computational fluid dynamics
  • Heat transfer
  • Pressure drop