Comparative CFD computational study on enhancing shell and tube heat exchangers with nano fluids

Bu araştırma, iki durumun karşılaştırmalı hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) analizi yoluyla titanyum dioksit (TiO2) nanoakışkanları kullanılarak kabuk ve borulu ısı değiştirici verimliliğinin arttırılmasını araştırmaktadır. İlk durumda tüplerden akan soğuk su, kabuktaki sıcak su ile ısıtılır. İkinci durumda, ısı transfer verimliliği üzerindeki etkisini araştırmak amacıyla sıcak suya %0,5 TiO2 nanoakışkan karışımı eklenir. Bilgisayar destekli tasarımı (CAD) kullanan çalışma, ticari boyutları yakından yansıtan ancak yeni tasarım potansiyellerini keşfetmek için küçük değişiklikler içeren yenilikçi bir ısı eşanjörü konfigürasyonunu modelliyor. CFD modelleme, sonuçların doğruluğunu sağlamak için şebeke bağımsızlığı yaklaşımını kullanır. Bulgular, nanoakışkan durumunda soğuk sıvı sıcaklığı artışında %11,44'lük bir artış olduğunu ve geleneksel su kullanımına göre önemli verimlilik artışları olduğunu göstermektedir. Bu, endüstriyel ısı geri kazanım süreçlerini geliştirmek için tasarlanmış nanoakışkanların potansiyelini vurgulamaktadır. Optimize edilmiş tasarım için CAD ve CFD araçlarından yararlanan ayrıntılı termal performans analizi, nanoakışkanların neden olduğu artırılmış ısı transferi olgusuna ilişkin derin bilgiler sağlar. Bu araştırma, verimli ve sürdürülebilir termal teknolojilerin bilimsel olarak anlaşılmasına ve geliştirilmesine katkıda bulunarak, çeşitli sektörlerde enerji verimliliğine yönelik geniş kapsamlı etkileri olan ileri nanoteknolojiyle güçlendirilmiş ısı transferi çözümlerinin önünü açıyor.