Experimental and numerical study of heat transfer in double-pipe helical heat exchanger using nano-liquid

Bu çalışmada, silikon dioksit nano-sıvısı ve baz sıvı olarak su kullanılarak çift borulu sarmal ısı değiştiricide taşınımla ısı transfer katsayısı ve sürtünme faktörü deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Reynolds'un 3400'den 11400'e kadar olan varyasyonları ile çift borulu sarmal ısı eşanjörünün içindeki paralel ve karşı akışlar incelenmiştir. Deney düzeneği, tüm çalışmaları farklı koşullar altında tamamlamak için kullanılır. Silikon dioksitin su (örn. %0,0625, %0,125, %0,25, %0,5) ve saf su ile nanoakışkanlarının farklı konsantrasyonları araştırılmıştır. Bulgular, Reynolds sayısı ve nanoakışkan konsantrasyonunun artmasıyla ısı transfer katsayısının arttığını, burada %0,25 konsantrasyonun paralel ve kontur akışında 5,5 ila 19 kW/m2∙K ve 7 ila 25 kW/m2 sayılarıyla maksimum iyileştirmeye ulaştığını ortaya koymaktadır. ∙K, sırasıyla. Nusselt sayısı, su hızı büyümesi daha fazla türbülans seviyesi arttığından, tüm durumlar için Reynolds sayısının artmasıyla artmıştır. Paralel ve kontur akışının Nu'su sırasıyla 36 ila 95 ve 45 ila 123'tür. Hacimce %0,25 konsantrasyonu, çift borulu sarmal ısı eşanjörünün optimum Nu geliştirmesine ulaşır. Sürtünme faktörü, Reynolds sayısının artmasıyla azalmakta olup, en yüksek sürtünme faktörü değerinin %0.5 nanoakışkan konsantrasyonu olması durumunda elde edilmektedir. Basınç düşüşünün artmasıyla su sıvı akışının direnci arttıkça katı partikül konsantrasyonlarının artmasıyla basınç düşüşü arttı. Sıcaklık çizgileri ve konturları, iç tüp ve halka tüplerin içindeki hız ve basınç araştırılır. Nanoakışkanların %0.25 konsantrasyonunun, çift borulu ısı eşanjörü içindeki ısı transferini iyileştirmek için optimum konsantrasyon olduğu sonucuna varılmıştır.