Nature.com сайтына кергәнегез өчен рәхмәт.Сез чикләнгән CSS ярдәме белән браузер версиясен кулланасыз.Иң яхшы тәҗрибә өчен без яңартылган браузерны кулланырга киңәш итәбез (яки Internet Explorer'та туры килү режимын сүндерегез).Моннан тыш, дәвамлы ярдәмне тәэмин итү өчен, без сайтны стильләр һәм JavaScriptсыз күрсәтәбез.
Слайдка өч мәкалә күрсәтүче слайдерлар.Слайдлар аша хәрәкәт итү өчен арткы һәм киләсе төймәләрне кулланыгыз, яки һәр слайд аша хәрәкәт итү өчен ахырдагы слайд контроллер төймәләрен кулланыгыз.
304 10 * 1 мм Кытайда дат басмаган корычтан торбалар
Размер: 3/4 дюйм, 1/2 дюйм, 1 дюйм, 3 дюйм, 2 дюйм
Берәм торба озынлыгы: 6 метр
Корыч класс: 201, 304 һәм 316
Сыйфат: 201, 202, 304, 316, 304L, 316 L,
Материал: СТАНЛЕС СТИЛ
Шарт: Яңа
Датсыз корыч трубка
Размер: 3/4 дюйм, 1/2 дюйм, 1 дюйм, 3 дюйм, 2 дюйм
Берәм торба озынлыгы: 6 метр
Корыч класс: 201, 304 һәм 316
Сыйфат: 201, 202, 304, 316, 304L, 316 L,
Материал: СТАНЛЕС СТИЛ
Шарт: Яңа
Ковалент һәм ковалент булмаган нанофлюидлар түгәрәк трубаларда 45 ° һәм 90 ° геликс почмаклары белән борылган ленталар белән җиһазландырылган.Рейнольдс саны 7000 ≤ Re ≤ 17000, термофизик үзлекләр 308 К бәяләнде. Физик модель ике параметрлы турбулентлы ябышлык моделе (SST k-омега турбулентлыгы) ярдәмендә чишелә.Эштә ZNP-SDBS @ DV һәм ZNP-COOH @ DV нанофлюидларының концентрацияләре (0,025 вт%, 0,05 вт%, һәм 0,1 вт%) каралды.Борылган трубаларның стеналары даими температурада 330 К җылытыла. Хәзерге тикшерүдә алты параметр каралды: чыгу температурасы, җылылык үткәрү коэффициенты, Нуссельтның уртача саны, сүрелү коэффициенты, басым югалту, эшне бәяләү критерийлары.Ике очракта да (45 ° һәм 90 ° геликс почмагы), ZNP-SDBS @ DV нанофлуид ZNP-COOH @ DV белән чагыштырганда югары җылылык-гидротехник үзенчәлекләрен күрсәтте, һәм масса өлеше арту белән артты, мәсәлән, 0,025 вт., һәм 0,05 вт.1.19.% һәм 1,26 - 0,1 вт%.Ике очракта да (геликс почмагы 45 ° һәм 90 °), GNP-COOH @ DW кулланганда термодинамик характеристикаларның кыйммәтләре 0,025% вт өчен 1,02, 0,05% вт өчен 1,05.һәм 0,0% вт өчен 1,02.
Heatылылык алмаштыручы - термодинамик җайланма, суыту һәм җылыту вакытында җылылык җибәрү өчен кулланыла.Heatылылык алмаштыргычның җылылык-гидротехник үзлекләре җылылык тапшыру коэффициентын яхшырта һәм эшче сыеклыкның каршылыгын киметә.Heatылылык җибәрүне яхшырту өчен берничә ысул эшләнде, шул исәптән турбулент көчәйткечләр2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 һәм нанофлюидлар 12,13,14,15.Борылган тасма кертү - җылылык алмаштыргычларда җылылык үткәрүне яхшырту өчен иң уңышлы ысулларның берсе, хезмәт күрсәтү җиңеллеге һәм аз чыгым 7,16.
Эксперименталь һәм исәпләү тикшеренүләр сериясендә, нанофлюидлар һәм бормалы тасма кыстыргычлары булган җылылык алмаштыргычларның гидротермик үзлекләре өйрәнелде.Эксперименталь эштә өч төрле металл нанофлюидның гидротермик үзлекләре (Ag @ DW, Fe @ DW һәм Cu @ DW) энә борылган тасмада (STT) җылылык алмаштыргычта өйрәнелде17.Төп торба белән чагыштырганда, STT җылылык тапшыру коэффициенты 11% һәм 67% яхшыра.SST макеты икътисади күзлектән эффективлык ягыннан α = β = 0.33 параметры белән иң яхшысы.Моннан тыш, n @ 18,2% арту Ag @ DW белән күзәтелде, гәрчә басым югалту максималь арту 8,5% иде.Концентрик торбалардагы җылылык үткәрү һәм басым югалту физик процесслары, күмелгән турбулаторлар белән һәм аларсыз Al2O3 @ DW нанофлуидның мәҗбүри конвекция белән турбулент агымнары ярдәмендә өйрәнелде.Максималь уртача Nusselt саны (Nuavg) һәм басым югалуы Re = 20,000 тәгәрмәч тишеге = 25 мм һәм Al2O3 @ DW нанофлюид 1,6 том% булганда күзәтелә.Лаборатория тикшеренүләре шулай ук WC кыстыргычлары белән түгәрәк торбалар аша агучы графен оксиды нанофлуидларының (GO @ DW) җылылык үткәрү һәм басым югалту үзенчәлекләрен өйрәнү өчен үткәрелде.Нәтиҗә күрсәткәнчә, 0,12 vol% -GO @ DW конвектив җылылык тапшыру коэффициентын якынча 77% арттырган.Тагын бер эксперименталь тикшеренүдә, нанофлуидлар (TiO2 @ DW) борылган ленталар белән урнаштырылган тузган торбаларның җылылык-гидротехник үзенчәлекләрен өйрәнү өчен эшләнде20.1,258 гидротермик максималь эффективлыгы 0,15 vol% -TiO2 @ DW ярдәмендә 45 ° валлы валларга урнаштырылган, 3.0 факторы белән.Бер фазалы һәм ике фазалы (гибрид) симуляция модельләре CuO @ DW нанофлуидларның төрле каты концентрацияләрдә агымын һәм җылылык җибәрүен исәпкә алалар (1–4% том.%) 21.Бер борылган тасма белән салынган трубаның максималь җылылык эффективлыгы 2,18, һәм бер үк шартларда ике борылган ленталар белән салынган труба 2,04 (ике фазалы модель, Re = 36,000 һәм 4 том.%).Ньюбон булмаган турбулентлы нанофлюид агымы карбоксиметил целлюлозасы (CMC) һәм бакыр оксиды (CuO) төп торбаларда һәм борылган кыстыргычлар белән өйрәнелгән.Nuavg 16,1% (төп торба өчен) һәм 60% яхшырту күрсәтә ((H / D = 5) катнашлыгында күмелгән торба өчен).Гадәттә, тасмадан түбән тасма коэффициенты сүрелү коэффициентына китерә.Эксперименталь тикшеренүдә, CuO @ DW нанофлуидлар ярдәмендә борылган тасма (TT) һәм кәтүкләр (VC) җылылык үткәрү һәм сүрелү коэффициентының тәэсиренә өйрәнелде.0,3 том куллану.% -CuO @ DW Re = 20,000 VK-2 торбасында җылылык җибәрүне максималь кыйммәткә 44,45% ка арттырырга мөмкинлек бирә.Моннан тыш, бер үк чик шартларында борылган пар кабель һәм кәтүк кыстыргыч кулланганда, сүрелү коэффициенты DW белән чагыштырганда 1,17 һәм 1,19 факторларына арта.Гомумән алганда, кәтүкләргә салынган нанофлюидларның җылылык эффективлыгы кысылган чыбыкларга салынган нанофлюидлардан яхшырак.Турбулентлы (MWCNT @ DW) нанофлюид агымының күләмле характеристикасы спираль чыбыкка салынган горизонталь труба эчендә өйрәнелде.Барлык очракларда җылылык җитештерү параметрлары> 1 булган, бу нанофлюидиканың кәтүк кертү белән кушылуы насос көчен кулланмыйча җылылык үткәрүне яхшырта.Абстракт - үзгәртелгән борылган V формасындагы (VcTT) ясалган ике кыстыргыч җылылык алмаштыргычның гидротермик характеристикалары Al2O3 + TiO2 @ DW нанофлуидның турбулентлы агымы шартларында өйрәнелде.Төп трубалардагы DW белән чагыштырганда, Nuavg 132% һәм сүрелү коэффициенты 55% ка кадәр яхшыра.Моннан тыш, ике торба җылылык алмаштыргычында Al2O3 + TiO2 @ DW нанокомпозитның энергия эффективлыгы турында сөйләштеләр26.Тикшеренүләрендә алар Al2O3 + TiO2 @ DW һәм TT куллану DW белән чагыштырганда энергия эффективлыгын яхшыртканнарын ачыкладылар.VcTT турбулаторлары булган концентрик торба җылылык алмаштыргычларында, Сингх һәм Саркар27 фазаны үзгәртү материалларын кулландылар, бер / нанокомпозит нанофлюидлар тараттылар (PC2 һәм Al2O3 + PCM белән Al2O3 @ DW).Алар борылу коэффициенты кимү һәм нанопартик концентрациясе арту белән җылылык үткәрү һәм басым югалту арта дип хәбәр иттеләр.Зуррак V-notch тирәнлек факторы яки кечерәк киңлек факторы зуррак җылылык үткәрүне һәм басым югалтуын тәэмин итә ала.Моннан тыш, графен-платина (Gr-Pt) 2-TT28 кыстыргычлары булган трубаларда җылылык, сүрелү һәм гомуми энтропия җитештерү тизлеген тикшерү өчен кулланылды.Аларның тикшерүе күрсәткәнчә, кечерәк процент (Gr-Pt) чагыштырмача югарырак сүрелүчән энтропия үсеше белән чагыштырганда җылылык антропиясе җитештерүне сизелерлек киметкән.Катнаш Al2O3 @ MgO нанофлуидлар һәм конус WC яхшы катнашма дип саналырга мөмкин, чөнки арту (h / Δp) ике торбалы җылылык алмаштыргычның гидротермик эшләвен яхшырта ала 29.DW30да туктатылган өч өлештән торган гибрид нанофлуидлар (THNF) (Al2O3 + графен + MWCNT) белән җылылык алмаштыргычларның энергия саклау һәм экологик күрсәткечләрен бәяләү өчен санлы модель кулланыла.Эшчәнлекне бәяләү критерийлары (PEC) 1,42–2.35 диапазонында, Депрессияләнгән Турбулизатор Керү (DTTI) һәм (Al2O3 + Графен + MWCNT) кушылмасы кирәк.
Бүгенге көнгә кадәр җылылык сыеклыкларында гидродинамик агымда ковалент һәм ковалент булмаган функциональләштерү роленә аз игътибар бирелгән.Бу тикшерүнең конкрет максаты - нанофлуидларның (ZNP-SDBS @ DV) һәм (ZNP-COOH @ DV) җылылык-гидротехник үзенчәлекләрен 45 ° һәм 90 ° геликс почмаклары белән чагыштыру иде.Термофизик үзлекләр Калай = 308 К белән үлчәнде Бу очракта чагыштыру процессында өч масса фракциясе исәпкә алынды, мәсәлән (0.025 вт%, 0,05 вт% һәм 0,1 вт%).3D турбулент агым моделендә (SST k-ω) кыру стрессы җылылык-гидротехник үзенчәлекләрне чишү өчен кулланыла.Шулай итеп, бу тикшеренү җылылык-гидротехник үзенчәлекләрне һәм мондый инженер системаларында реаль эш сыеклыкларын оптимальләштерүне күрсәтеп, уңай үзлекләрне (җылылык үткәрү) һәм тискәре үзлекләрне (сүрелүгә басым төшүе) өйрәнүгә зур өлеш кертә.
Төп конфигурация - шома торба (L = 900 мм һәм Dh = 20 мм).Керелгән тасма үлчәмнәре (озынлыгы = 20 мм, калынлыгы = 0,5 мм, профиль = 30 мм).Бу очракта спираль профильнең озынлыгы, киңлеге һәм сугу 20 мм, 0,5 мм һәм 30 мм булган.Борылган ленталар 45 ° һәм 90 ° ка омтылган.Калай = 308 К, DW, ковалент булмаган нанофлюидлар (GNF-SDBS @ DW) һәм ковалент нанофлюидлар (GNF-COOH @ DW) кебек төрле эшлекле сыеклыклар, өч төрле масса концентрациясе һәм төрле Рейнольдс номерлары.Тестлар җылылык алмаштыргыч эчендә үткәрелде.Спираль трубаның тышкы стенасы даими өслек температурасында 330 К температурада җылытылды, җылылык үткәрүне яхшырту параметрларын сынау өчен.
Инҗирдә.1 схематик рәвештә чикләнгән чикләр һәм меш мәйданы булган борылган тасма кертү трубасын күрсәтә.Алда әйтелгәнчә, тизлек һәм басым чик чикләре геликсның керү һәм чыгу өлешләренә кагыла.Даими өслек температурасында торба стенасына тайпылмый торган шарт куела.Хәзерге санлы симуляция басымга нигезләнгән чишелеш куллана.Шул ук вакытта, программа (ANSYS FLUENT 2020R1) өлешчә дифференциаль тигезләмәне (PDE) чикләнгән күләм ысулы (FMM) ярдәмендә алгебраик тигезләмәләр системасына әверелдерү өчен кулланыла.Икенче тәртиптәге SIMPLE ысулы (эзлекле басымга бәйле тигезләмәләр өчен ярым тулы ысул) тизлек басымы белән бәйле.Шунысын ассызыкларга кирәк, масса, момент һәм энергия тигезләмәләре өчен калдыкларның конвергенциясе, тиешенчә, 103 һәм 106-тан ким.
p Физик һәм исәпләү доменнары схемасы: а) геликс почмагы 90 °, б) геликс почмагы 45 °, в) гелик плит юк.
Нанофлюидларның үзлекләрен аңлату өчен бертөрле модель кулланыла.Наноматериалларны төп сыеклыкка (DW) кертеп, искиткеч җылылык үзенчәлекләре булган өзлексез сыеклык барлыкка килә.Бу уңайдан, төп сыеклыкның температурасы һәм тизлеге һәм наноматериал бер үк кыйммәткә ия.Aboveгарыдагы теорияләр һәм фаразлар аркасында, бер фазалы эффектив агым бу тикшеренүдә эшли.Берничә тикшеренүләр нанофлюидик агым өчен бер фазалы техниканың эффективлыгын һәм кулланылышын күрсәттеләр31,32.
Нанофлюидлар агымы Ньютон турбулентлы, кысылмаслык һәм стационар булырга тиеш.Кысу эше һәм ябыштыргыч җылыту бу өйрәнүдә мөһим түгел.Моннан тыш, торбаның эчке һәм тышкы диварларының калынлыгы исәпкә алынмый.Шуңа күрә җылылык моделен билгеләгән масса, момент һәм энергия саклау тигезләмәләре түбәндәгечә күрсәтелергә мөмкин:
монда \ (\ overightarrow {V} \) - уртача тизлек векторы, Keff = K + Kt - ковалент һәм ковалент булмаган нанофлюидларның эффектив җылылык үткәрүчәнлеге, һәм ε - энергия таралу тизлеге.Таблицада күрсәтелгән нанофлюидларның эффектив термофизик үзлекләре, тыгызлыгы (ρ), ябышлыгы (μ), махсус җылылык сыйдырышлыгы (Cp) һәм җылылык үткәрүчәнлеге (k), эксперименталь өйрәнү вакытында 308 K1 температурасында үлчәнде. бу симуляторларда.
Гадәттәге һәм ТТ трубаларындагы турбулентлы нанофлюид агымының санлы симуляцияләре Рейнольдс 7000 ≤ Re ≤ 17000 номерларында башкарылды. Бу симуляцияләр һәм конвектив җылылык тапшыру коэффициентлары Рейнольдс турбулентлыгында уртача останың κ-ω турбулент моделе ярдәмендә анализланды. модель Navier-Stokes, гадәттә аэродинамик тикшеренүләрдә кулланыла.Моннан тыш, модель стеналарсыз эшли һәм 35,36 стеналар янында төгәл.(SST) tur-турбулент модельнең идарә тигезләмәләре түбәндәгечә:
монда \ (S \) - штамм ставкасының кыйммәте, һәм \ (y \) - күрше өслеккә ераклык.Шул ук вакытта \ ({\ альфа} _ {1} \), \ ({\ альфа} _ {2} \), \ ({\ бета} _ {1} \), \ ({\ бета} _ {2 } \), \ ({\ бета} ^ {*} \), \ ({\ сигма} _ {{k} _ {1}} \), \ ({\ сигма} _ {{k} _ {2 }} \), \ ({\ сигма} _ {{\ омега} _ {1}} \) һәм \ ({\ сигма} _ {{\ омега} _ {2}} \) барлык модель константаларын белдерә.F1 һәм F2 катнаш функцияләр.Искәрмә: чик катламында F1 = 1, киләсе агымда 0.
Эшчәнлекне бәяләү параметрлары турбулентлы конвектив җылылык үткәрүне, ковалент һәм ковалент булмаган нанофлюид агымын өйрәнү өчен кулланыла, мәсәлән:
Бу контекстта, (\ (\ rho \)), (\ (v \)), (\ ({D} _ {h} \)) һәм (\ (\ mu \)) тыгызлык, сыеклык тизлеге өчен кулланыла. , гидротехник диаметр һәм динамик ябышлык.(\ ({C} _ {p} \, \ mathrm {u} \, k \)) - агып торган сыеклыкның җылылык үткәрүчәнлеге.Шулай ук, (\ (\ dot {m} \)) масса агымын, һәм (\ ({T} _ {out} - {T} _ {in} \)) керү һәм чыгу температурасының аермасын күрсәтә.(NFs) ковалент, ковалент булмаган нанофлюидларны, һәм (DW) дистилляцияләнгән су (төп сыеклык) дигәнне аңлата.\ ({A} _ {s} = \ pi DL \), \ ({\ сызык {T}} _ {f} = \ frac {\ сул ({T} _ {out} - {T} _ {in } \ уң)} {2} \) һәм \ ({\ сызык {T}} _ {w} = \ sum \ frac {{T} _ {w}} {n} \).
Төп сыеклыкның (DW) термофизик үзлекләре, ковалент булмаган нанофлюид (GNF-SDBS @ DW), һәм ковалент нанофлюид (GNF-COOH @ DW) басылган әдәбияттан алынган (эксперименталь тикшеренүләр), Sn = 308 K, 134 таблицада күрсәтелгән. Типик ковалент булмаган (GNP-SDBS @ DW) нанофлюидны билгеле масса процентлары белән алу тәҗрибәсендә, билгеле бер грамм төп ГНПлар башта санлы баланста үлчәделәр.SDBS / туган ГНПның авырлык коэффициенты (0,5: 1) DW авырлыгында.Бу очракта ковалент (COOH-GNP @ DW) нанофлуидлар HNO3 һәм H2SO4 күләмендә (1: 3) көчле кислоталы матдә кулланып, GNP өслегенә карбоксил төркемнәрен кушып синтезланган.Ковалент һәм ковалент булмаган нанофлюидлар DWда өч төрле авырлык процентында туктатылды, мәсәлән, 0,025 вт%, 0,05 вт%.һәм массаның 0,1%.
Меш бәйсезлеге сынаулары дүрт төрле исәпләү доменында үткәрелде, меш зурлыгы симуляциягә тәэсир итмәсен өчен.45 ° торсион торбасы булганда, 1,75 мм зурлыктагы берәмлекләр саны 249 033, 2 мм зурлыктагы берәмлекләр саны 307,969, берәмлек зурлыгы 2,25 мм булган берәмлекләр саны 421,406, һәм берәмлекләр саны. берәмлек размеры белән 2 .5 мм 564 940.Моннан тыш, 90 ° борылган торба мисалында 1,75 мм элемент зурлыгы булган элементлар саны 245,531, 2 мм элемент зурлыгы булган элементлар саны 311,584, 2,25 мм элемент зурлыгы булган элементлар саны. 422,708, һәм 2,5 мм зурлыктагы элементлар саны тиешенчә 573,826.(Tout, htc, Nuavg) кебек җылылык милеген уку төгәллеге элементлар саны кимегәндә арта.Шул ук вакытта, сүрелү коэффициентының кыйммәтләренең төгәллеге һәм басым төшүе бөтенләй башка тәртип күрсәтте (2 нче рәсем).Челтәр (2) симуляцияләнгән очракта җылылык-гидротехник үзенчәлекләрне бәяләү өчен төп челтәр өлкәсе буларак кулланылды.
45 ° һәм 90 ° ка борылган парлы DW трубаларын кулланып, җылылыктан үткәрү һәм басым төшү эшләрен сынау.
Хәзерге сан нәтиҗәләре Диттус-Белтер, Петухов, Гнелинский, Ноттер-Рауз һәм Бласий кебек билгеле эмпирик корреляцияләр һәм тигезләмәләр кулланып, җылылык үткәрү эше һәм сүрелү коэффициенты өчен расланган.Чагыштыру 7000≤Re≤17000 шартында башкарылды.Инҗир буенча.3, симуляция нәтиҗәләре һәм җылылык үткәрү тигезләмәсе арасында уртача һәм максималь хаталар 4.050 һәм 5.490% (Диттус-Белтер), 9.736 һәм 11.33% (Петухов), 4.007 һәм 7.483% (Гнелинский), һәм 3.883% һәм 4.937% ( Нотт-Белтер).Роза).Бу очракта, симуляция нәтиҗәләре белән сүрелү коэффициенты тигезләмәсе арасында уртача һәм максималь хаталар, тиешенчә, 7.346% һәм 8.039% (Бласий) һәм 8.117% һәм 9.002% (Петухов).
Санлы исәпләүләр һәм эмпирик корреляцияләр ярдәмендә төрле Рейнольдс саннарында җылылык үткәрү һәм гидродинамик үзлекләр.
Бу бүлектә өч төрле масса фракцияләрендә ковалент булмаган (LNP-SDBS) һәм ковалент (LNP-COOH) су нанофлюидларының җылылык үзлекләре һәм Рейнольдс саннары уртача сыеклык (DW) белән чагыштырганда уртача карала.7000 ≤ Re ≤ 17000 өчен күмелгән каеш җылылык алмаштыргычларының ике геометриясе (геликс почмагы 45 ° һәм 90 °) карала. Инҗирдә.4 нанофлюидның төп сыеклыкка (DW) чыгуында уртача температураны күрсәтә (\ (\ frac {{{T} _ {out}} _ {NFs}} {{{T} _ {out}} _ {) DW}} \)) (0,025% вт, 0,05% вт һәм 0,1% вт.).(\ (\ frac {{{T} _ {out}} _ {NF} ковалент булмаган (VNP-SDBS) һәм ковалент (VNP-COOH) нанофлюидлар төп сыеклык чыгу температурасында түбән.Иң түбән һәм иң түбән кыскартулар, тиешенчә, 0,1 wt% -COOH @ GNPs һәм 0,1 wt% -SDBS @ GNPs.Бу күренеш Рейнольдс санының даими масса өлешендә артуы белән бәйле, бу нанофлюидның (ягъни тыгызлыгы һәм динамик ябышлыгы) үзлекләренең үзгәрүенә китерә.
5 һәм 6 нчы рәсемнәрдә нанофлюидның уртача җылылык үткәрү үзенчәлекләре күрсәтелә (0.025 вт%, 0,05 вт% һәм 0,1 вт%).Heatылылык җибәрүнең уртача үзлекләре һәрвакыт 1 дән зуррак, димәк, ковалент булмаган (LNP-SDBS) һәм ковалент (LNP-COOH) нанофлуидларның җылылык үткәрү үзлекләре төп сыеклык белән чагыштырганда көчәйтелә.0,1 wt% -COOH @ GNPs һәм 0,1 wt% -SDBS @ GNPs иң түбән һәм иң югары табышка ирештеләр.Рейнольдс саны 1 торбадагы сыеклыкның катнашуы һәм турбулентлыгы аркасында арткач, җылылык үткәрү эше яхшыра.Кечкенә бушлыклар аша сыеклыклар югары тизлеккә ирешәләр, нәтиҗәдә нечкә тизлек / җылылык чик катламы барлыкка килә, бу җылылык үткәрү тизлеген арттыра.Төп сыеклыкка күбрәк нанопартиклар өстәү уңай һәм тискәре нәтиҗәләргә китерергә мөмкин.Файдалы эффектларга нанопартик бәрелешләр арту, уңайлы сыеклык җылылык үткәрүчәнлеге таләпләре, көчәйтелгән җылылык үткәрү керә.
Нанофлюидның җылылык тапшыру коэффициенты 45 ° һәм 90 ° трубалар өчен Рейнольдс санына карап.
Шул ук вакытта, тискәре эффект - нанофлуидның динамик ябышлыгын арттыру, бу нанофлюидның хәрәкәтчәнлеген киметә, шуның белән уртача Nusselt санын киметә (Nuavg).Нанофлюидларның (ZNP-SDBS @ DW) һәм (ZNP-COOH @ DW) җылылык үткәрүчәнлегенең артуы Браун хәрәкәте һәм DW37да туктатылган графен нанопартикларының микроконвекциясе аркасында булырга тиеш.Нанофлюидның (ZNP-COOH @ DV) җылылык үткәрүчәнлеге нанофлюид (ZNP-SDBS @ DV) һәм дистилляцияләнгән судан югарырак.Төп сыеклыкка күбрәк наноматериаллар өстәү аларның җылылык үткәрүчәнлеген арттыра (таблица 1) 38.
7 нче рәсемдә масса процентында (0,025%, 0,05% һәм 0,1%) төп сыеклык (DW) (f (NFs) / f (DW)) белән нанофлюидларның сүрелү коэффициенты күрсәтелгән.Урта сүрелү коэффициенты һәрвакыт ≈1, димәк, ковалент булмаган (GNF-SDBS @ DW) һәм ковалент (GNF-COOH @ DW) нанофлюидлар төп сыеклык белән бер үк сүрелү коэффициентына ия.Аз урын булган җылылык алмаштыргыч күбрәк агымга комачаулый һәм агым сүрелүен арттыра1.Нигездә, нанофлюидның масса өлеше арту белән сүрелү коэффициенты бераз арта.Higherгары сүрелү югалтулары нанофлуидның динамик ябышлыгының артуы һәм төп сыеклыктагы нанографның масса процентлары белән өслектә кыру стрессының артуы аркасында килеп чыга.Таблицада (1) нанофлюидның (ZNP-SDBS @ DV) динамик ябышлыгы нанофлюидныкыннан (ZNP-COOH @ DV) шул ук авырлык процентында югарырак, бу өслек эффектлары кушылу белән бәйле.ковалент булмаган нанофлюидта актив агентлар.
Инҗирдә.8 төп сыеклык (DW) белән чагыштырганда нанофлюидны күрсәтә (\ (\ frac {{\ Delta P} _ {NFs}} {{\ Delta P} _ {DW}} \)) (0.025%, 0.05% һәм 0,1%) ).Ковалент булмаган (GNPs-SDBS @ DW) нанофлюид уртача басым югалтуын күрсәтте, һәм масса процентының 0,025% вт өчен 2,04% ка, 0,05% вт өчен 2,46% ка артуы белән.һәм 0,44% вт өчен 3,44%.зурайту белән (геликс почмагы 45 ° һәм 90 °).Шул ук вакытта, нанофлюид (GNPs-COOH @ DW) түбән басым югалтуын күрсәтте, 1,31% тан 0,025% втка кадәр артты.0,65% втта 1,65% га кадәр.0,05 wt.%-COOH@NP һәм 0,1 wt.%-COOH@NP басымның уртача югалуы 1,65%.Күренгәнчә, басым төшүе барлык очракларда Re саны арту белән арта.Reгары Re кыйммәтендәге басым төшүе күләм агымына турыдан-туры бәйлелек белән күрсәтелә.Шуңа күрә, трубадагы Re саны күбрәк басым төшүенә китерә, бу насос көченең 39,40 артуын таләп итә.Моннан тыш, басым югалтулары югарырак интенсивлык һәм зуррак өслек мәйданында тудырылган турбулентлык аркасында зуррак, бу чик катламындагы басым һәм инерция көчләренең үзара тәэсирен арттыра1.
Гомумән, ковалент булмаган (VNP-SDBS @ DW) һәм ковалент (VNP-COOH @ DW) нанофлюидлар өчен эшне бәяләү критерийлары Рәсемнәрдә күрсәтелгән.9. Нанофлюид (ZNP-SDBS @ DV) ике очракта да (ZNP-COOH @ DV) караганда PEC кыйммәтләрен күрсәтте (геликс почмагы 45 ° һәм 90 °) һәм ул масса өлешен арттырып яхшыртылды, мәсәлән, 0.025 wt.%.1,17, 0,05 вт% - 1,19, 0,1 вт% - 1,26.Шул ук вакытта, нанофлюидлар кулланган PEC кыйммәтләре (GNPs-COOH @ DW) 0,025 вт% өчен 1,02, 0,05 вт% өчен 1,05, 0,0 вт% өчен 1,05 булган.ике очракта да (геликс почмагы 45 ° һәм 90 °).1.02.Кагыйдә буларак, Рейнольдс санының артуы белән җылылык-гидротехник эффективлык сизелерлек кими.Рейнольдс саны арта барган саен, җылылык-гидротехник эффективлык коэффициентының кимүе системалы рәвештә (NuNFs / NuDW) арту һәм (fNFs / fDW) кимү белән бәйле.
Нанофлуидларның гидротермик үзлекләре 45 ° һәм 90 ° почмаклы трубалар өчен Рейнольдс санына карап төп сыеклыкларга карата.
Бу бүлектә өч төрле масса концентрациясендә һәм Рейнольдс саннарында су (DW), ковалент булмаган (VNP-SDBS @ DW), һәм ковалент (VNP-COOH @ DW) нанофлюидларның җылылык үзлекләре карала.Ике җылытылган билбау җылылык алмаштыручы геометрия уртача җылылык-гидротехник эшне бәяләү өчен гадәти торбаларга (геликс почмаклары 45 ° һәм 90 °) 7000 ≤ Re ≤ 17000 диапазонында каралды.Инҗирдә.10 уртак торба өчен (\ (\ frac {{{T} _ {out}} _ {Twisted}} {{) розеткадагы су һәм нанофлюидларның уртача температурасын күрсәтә (геликс почмагы 45 ° һәм 90 °). {T} _ {out}} _ {Регуляр}} \)).Ковалент булмаган (GNP-SDBS @ DW) һәм ковалент (GNP-COOH @ DW) нанофлюидларның өч төрле авырлык фракциясе бар, мәсәлән, 0,025 вт%, 0,05 вт% һәм 0,1 вт%.Инҗирдә күрсәтелгәнчә.11, чыгу температурасының уртача бәясе (\ (\ frac {{{T} _ {out}} _ {Twisted}} {{{T} _ {out}} _ {Тигез}} \))> 1, (45 ° һәм 90 ° геликс почмагы) җылылык алмаштыргычның чыгу температурасы гадәти торба белән чагыштырганда мөһимрәк булуын күрсәтә, турбулентлыкның интенсивлыгы һәм сыеклыкның яхшырак катнашуы аркасында.Моннан тыш, DW чыганагындагы температура, ковалент булмаган һәм ковалентлы нанофлюидлар Рейнольдс саны арту белән кимеде.Төп сыеклык (DW) иң югары уртача температурага ия.Шул ук вакытта иң түбән кыйммәт 0,1 wt% -SDBS @ GNPs.Ковалент булмаган (GNPs-SDBS @ DW) нанофлуидлар ковалент (GNPs-COOH @ DW) нанофлюидлар белән чагыштырганда түбән температураны күрсәттеләр.Борылган тасма агым кырын тагын да катнаштырганга, стенага якын җылылык агымы сыеклык аша җиңелрәк үтеп, гомуми температураны күтәрә ала.Түбән магнитофон коэффициенты яхшырак үтеп керүгә китерә, димәк җылылык үткәрү яхшырак.Икенче яктан, әйләндерелгән тасма стенага түбән температураны саклый, бу үз чиратында Nuavg-ны арттыра.Борылган тасма кертү өчен, югары Nuavg кыйммәте труба эчендә яхшырган конвектив җылылык күрсәтүне күрсәтә22.Агым юлы арту һәм өстәмә катнашу һәм турбулентлык аркасында яшәү вакыты арта, нәтиҗәдә розеткадагы сыеклык температурасы күтәрелә41.
Рейнольдс гадәти трубаларның чыгу температурасына караганда төрле нанофлюидларның саны (45 ° һәм 90 ° геликс почмаклары).
Гадәттәге трубалар белән чагыштырганда төрле нанофлюидлар өчен Рейнольдс саннарына каршы җылылык тапшыру коэффициентлары (45 ° һәм 90 ° геликс почмагы).
Көчле магнитофон җылылыгын күчерүнең төп механизмы түбәндәгечә: 1. heatылылык алмашу трубасының гидротехник диаметрын киметү агым тизлеген һәм иярүчәнлеген арттыруга китерә, бу үз чиратында стенада кыру стрессын арттыра һәм икенчел хәрәкәткә ярдәм итә.2. Кәрәзле лентаны блоклау аркасында торба стенасындагы тизлек арта, һәм чик катламының калынлыгы кими.3. Бөгәрләнгән каеш артындагы спираль агым тизлекнең артуына китерә.4. Индуктив вортислар агымның үзәк һәм стенага якын төбәкләре арасында сыеклыкның кушылуын яхшырта42.Инҗирдә.11 һәм инҗир.12 DW һәм нанофлюидларның җылылык үткәрү үзлекләрен күрсәтә, мәсәлән (җылылык тапшыру коэффициенты һәм уртача Нуссельт саны) гадәти трубалар белән чагыштырганда борылган тасма кертү трубаларын кулланып.Ковалент булмаган (GNP-SDBS @ DW) һәм ковалент (GNP-COOH @ DW) нанофлюидларның өч төрле авырлык фракциясе бар, мәсәлән, 0,025 вт%, 0,05 вт% һәм 0,1 вт%.Heatылылык алмаштыргычларның икесендә дә (45 ° һәм 90 ° геликс почмагы) җылылык үткәрүнең уртача күрсәткече> 1, җылылык үткәрү коэффициентының яхшыруын күрсәтә һәм гадәти трубалар белән чагыштырганда күмелгән торбалар белән уртача Нуссельт саны.Ковалент булмаган (GNPs-SDBS @ DW) нанофлюидлар ковалент (GNPs-COOH @ DW) нанофлуидларына караганда уртача җылылык үткәрүне яхшырту күрсәттеләр.Re = 900 булганда, ике җылылык алмаштыргыч өчен (45 ° һәм 90 ° геликс почмагы) җылылык үткәрү күрсәткечләренең 0,1 вт% яхшыруы - иң югары булган, 1,90 кыйммәте белән.Димәк, бердәм ТП эффекты түбән сыеклык тизлегендә (Рейнольдс саны) 43 һәм турбулентлык интенсивлыгын арттыруда мөһимрәк.Берничә вортис кертү аркасында, җылылык тапшыру коэффициенты һәм TT трубаларының уртача Nusselt саны гадәти торбаларга караганда югарырак, нәтиҗәдә чик катламы нечкә.HP булуы турбулентлыкның интенсивлыгын арттырамы, эшче сыеклык агымнарын кушып, төп торбалар белән чагыштырганда җылылык үткәрүне көчәйтәме (борылган лентаны кертмичә) 21.
Гадәттәге трубалар белән чагыштырганда, төрле нанофлюидлар өчен Рейнольдс саны белән уртача Nusselt саны (геликс почмагы 45 ° һәм 90 °).
13 һәм 14 нче рәсемнәрдә сүрелүнең уртача коэффициенты күрсәтелә (\ (\ frac {{f} _ {Бөгәрләнгән}} {{f} _ {Тигез}} \)) һәм басым югалуы (\ (\ frac {{\ Delta P}) _ {Борылган}} {{\ Delta P} _ {Тигез}} \}} DW нанофлюидлар кулланып, гадәти торбалар өчен якынча 45 ° һәм 90 °, (GNPs-SDBS @ DW) һәм (GNPs-COOH @ DW) ион алмаштыргыч бар (0.025 вт%, 0,05 вт% һәм 0,1 вт%). {{F} _ {Тигез}} \)) һәм басым югалуы (\ } _ {Тигез}} \}) кимү. Эш очраклары, сүрелү коэффициенты һәм басым югалуы түбән Рейнольдс саннарында югарырак почмак һәм 90 °) җылылык алмаштыргыч гадәти торбаларга караганда өч тапкыр артыграк. Моннан тыш, эшче сыеклык югары тизлектә агып киткәч, сүрелү коэффициенты кими. Проблема килеп чыга, чөнки Рейнольдс саны арта барган саен, чик катламы калынлыгы кими, бу динамик ябышлыкның тәэсир ителгән җиргә тәэсиренең кимүенә, тизлек градиентларының һәм кыру стрессларының кимүенә һәм, нәтиҗәдә, сүрелү коэффициентының кимүенә китерә21.ТТ булу һәм блокның артуы аркасында яхшыртылган блоклау эффекты гетероген ТТ торбалары өчен төп торбаларга караганда зуррак басым югалтуларына китерә.Моннан тыш, төп торба өчен дә, ТТ торбасы өчен дә басымның төшүе эшче сыеклык тизлеге белән артуын күрергә мөмкин43.
Гадәттәге трубалар белән чагыштырганда төрле нанофлюидлар өчен Рейнольдс санына каршы сүрелү коэффициенты (45 ° һәм 90 ° геликс почмагы).
Гадәттәге трубага караганда төрле нанофлюидлар өчен Рейнольдс саны функциясе буларак басым югалту (45 ° һәм 90 ° геликс почмагы).
Йомгаклап әйткәндә, 15 нче рәсемдә гади трубалар белән чагыштырганда 45 ° һәм 90 ° почмаклы җылылык алмаштыручылар өчен эшне бәяләү критерийлары (PEC) күрсәтелә (\ (\ frac {{PEC} _ {Twisted}} {{PEC} _ {Тигез}} \) )) (0.025 вт.%, 0,05 вт% һәм 0,1 вт%) DV, (VNP-SDBS @ DV) һәм ковалент (VNP-COOH @ DV) нанофлюидлар кулланып.Кыйммәт (\ (\ frac {{PEC} _ {Борылган}} {{PEC} _ {Тигез}} \))> ике очракта да җылылык алмаштыргычта (45 ° һәм 90 ° геликс почмагы).Моннан тыш, (\ (\ frac {{PEC} _ {Бөгәрләнгән}} {{PEC} _ {Тигезлек}} \)) Re = 11,000 иң яхшы кыйммәтенә ирешә.90 ° җылылык алмаштыргыч 45 ° җылылык алмаштыргыч белән чагыштырганда (\ (\ frac {{PEC} _ {Twisted}} {{PEC} _ {Тигез}} \)) бераз артуны күрсәтә., Re = 11,000 0,1 wt% -GNPs @ SDBS югарырак күрсәтә (\ (\ frac {{PEC} _ {Бөгәрләнгән}} {{PEC} _ {Тигез}} \)) кыйммәтләре, мәсәлән, 45 ° җылылык алмаштыргыч почмагы өчен 1,25 һәм 90 ° почмак җылылык алмаштыргыч өчен 1,27.Бу масса фракциясенең барлык процентларында бердән зуррак, бу борылган тасма кертелгән торбаларның гадәти торбалардан өстен булуын күрсәтә.Искәртеп узабыз, тасма кыстыргычлары белән тәэмин ителгән яхшыртылган җылылык сүрелү югалтуларының сизелерлек артуына китерде22.
Рейнольдсның гадәти трубаларга карата төрле нанофлюидлар саны өчен эффективлык критерийлары (45 ° һәм 90 ° геликс почмагы).
Кушымта 45 ° һәм 90 ° җылылык алмаштыргычлар өчен Re = 7000 DW, 0,1 wt% -GNP-SDBS @ DW һәм 0,1 wt% -GNP-COOH @ DW кулланып күрсәтелә.Трансфер яссылыктагы сызыклар төп тасмага борылган тасма кертү тәэсиренең иң күренекле үзенчәлеге.45 ° һәм 90 ° җылылык алмаштыргычларны куллану стенаның якын төбәгендәге тизлекнең якынча бер үк булуын күрсәтә.Шул ук вакытта, В кушымтасы DW, 0,1 wt% -GNP-SDBS @ DW һәм 0,1 wt% -GNP-COOH @ DW кулланып 45 ° һәм 90 ° җылылык алмаштыргычлар өчен Re = 7000 тизлек контурларын күрсәтә.Тизлек цикллары өч төрле урында (кисәкләр), мәсәлән, Тигезлек-1 (P1 = −30 мм), Тигезлек-4 (P4 = 60 мм) һәм Тигезлек-7 (P7 = 150 мм).Торба стенасы янындагы агым тизлеге иң түбән һәм сыеклык тизлеге торба үзәгенә таба арта.Моннан тыш, һава челтәре аша үткәндә, дивар янындагы түбән тизлекләр мәйданы арта.Бу гидродинамик чик катламының үсүе белән бәйле, ул дивар янындагы түбән тизлектәге төбәк калынлыгын арттыра.Моннан тыш, Рейнольдс санын арттыру барлык кисемтәләрдә гомуми тизлек дәрәҗәсен арттыра, шуның белән каналдагы түбән тизлек өлкәсенең калынлыгын киметә39.
Коваленталь һәм ковалент булмаган функциональ графен наношеткалары 45 ° һәм 90 ° геликс почмаклары белән борылган тасма кыстыргычларында бәяләнде.000ылылык алмаштыручы санлы рәвештә 7000 ≤ Re ≤ 17000 SST k-омега турбулент моделе ярдәмендә чишелә. Термофизик үзлекләр Калай = 308 К белән исәпләнә, бер үк вакытта борылган труба стенасын даими температурада 330 К. COOH @ DV) өч масса күләмендә эретелгән, мәсәлән (0,025 вт%, 0,05 вт% һәм 0,1 вт%).Хәзерге тикшерү алты төп факторны карады: чыгу температурасы, җылылык үткәрү коэффициенты, Нуссельтның уртача саны, сүрелү коэффициенты, басым югалту, эшне бәяләү критерийлары.Менә төп нәтиҗәләр:
Уртача температура (\ ({{T} _ {out}} _ {Nanofluids} \) / \ ({{T} _ {out}} _ {Basefluid} \)) һәрвакыт 1 дән ким, димәк таралмый Валентның чыгу температурасы (ZNP-SDBS @ DV) һәм ковалент (ZNP-COOH @ DV) нанофлюидлар төп сыеклыкка караганда түбән.Шул ук вакытта, уртача чыгу температурасы (\ ({{T} _ {out}} _ {Twisted} \) / \ ({{T} _ {out}} _ {Тигез} \)) кыйммәт> 1, күрсәтә (45 ° һәм 90 ° геликс почмагы) чыгу температурасы гадәти торбаларга караганда югарырак.
Ике очракта да җылылык үткәрү үзлекләренең уртача кыйммәтләре (нанофлюид / төп сыеклык) һәм (борылган труба / нормаль труба) һәрвакыт күрсәтәләр> 1.Ковалент булмаган (GNPs-SDBS @ DW) нанофлуидлар ковалент (GNPs-COOH @ DW) нанофлуидларына туры килгән җылылык җибәрүнең уртача артуын күрсәттеләр.
Ковалент булмаган (VNP-SDBS @ DW) һәм ковалент (VNP-COOH @ DW) нанофлюидларның уртача сүрелү коэффициенты (\ ({f} _ {Нанофлюидлар} / {f} _ {Basefluid} \)) .ковалент булмаган (ZNP-SDBS @ DV) һәм ковалент (ZNP-COOH @ DV) нанофлуидларның сүрелүе (\ ({f} _ {Бөгәрләнгән} / {f} _ {Тигез} \)) һәрвакыт> 3.
Ике очракта да (45 ° һәм 90 ° геликс почмагы), нанофлюидлар (GNPs-SDBS @ DW) югарырак күрсәттеләр (\ ({\ Delta P} _ {Nanofluids} / {\ Delta P} _ {Basefluid} \)) 0.025 wt.% 2,04%, 0,05 вт% - 2,46% һәм 0,44 вт% - 3,44%.Шул ук вакытта, (GNPs-COOH @ DW) нанофлюидлар түбән күрсәттеләр (\ ({\ Delta P} _ {Nanofluids} / {\ Delta P} _ {Basefluid} \)) 1,31% тан 0,025 вт.% - 1,65% - 0,05 % авырлык буенча.Моннан тыш, ковалент булмаган (GNPs-SDBS @ DW) һәм ковалент (GNPs-COOH @ DW) уртача басым югалту (\ ({\ Delta P} _ {Twisted} / {\ Delta P} _ {Тигез} \). ))) нанофлюидлар гел> 3.
Ике очракта да (45 ° һәм 90 ° геликс почмаклары), нанофлюидлар (GNPs-SDBS @ DW) югарырак күрсәттеләр (\ ({PEC} _ {Nanofluids} / {PEC} _ {Basefluid} \)) @DW кыйммәте) , мәсәлән, 0,025 вт% - 1,17, 0,05 вт% - 1,19, 0,1 вт% - 1,26.Бу очракта (GNPs-COOH @ DW) нанофлюидлар кулланып (\ ({PEC} _ {Nanofluids} / {PEC} _ {Basefluid} \)) кыйммәтләре 0,025 вт% өчен 1,02, 0 өчен 1.05 , 05 вт.% һәм 1,02 авырлык буенча 0,1%.Моннан тыш, Re = 11,000, 0,1 wt% -GNPs @ SDBS югары кыйммәтләр күрсәтте (\ ({PEC} _ {Twisted} / {PEC} _ {Тигез} \)), мәсәлән, 45 ° геликс почмагы өчен 1,25 һәм 90 ° геликс почмагы 1.27.
Тяньпонг, С. һ.б.Нанофлуид титан диоксиды / җылылык алмаштыргычтагы су агымын күп максатлы оптимизация, дельта канатлары белән борылган тасма кертү ярдәмендә көчәйтелгән.эчке Дж.фән.172, 107318 (2022).
Лангеруди, Х.Г. һәм Джаверде, С.55ылылык һәм масса күчерү 55, 937–951 (2019).
Донг, X. һ.б.Heatылылык үткәрү характеристикаларын һәм спираль-борылган труба җылылык алмаштыргычның агымга чыдамлыгын эксперименталь өйрәнү.Куллану температурасы.проект.176, 115397 (2020).
Йонгсири, К., Эйамса-Ард, П., Вонгчари, К.актуаль тикшеренүләр.температура.проект.3, 1-10 (2014).
Пост вакыты: 17-2023 март