Pagpapahusay ng paglipat ng init sa nanofluid | Bagong lugar ng pagsasaliksik

Pangkalahatang-ideya ng nanofluid

Ang nanofluid ay likido na binubuo ng isang base fluid na may sukat na nano. Ang mga maliit na butil na laki ng nano (1–100 nm) ay nagkalat sa base fluid. Sa aplikasyon ng pagpapahusay ng paglipat ng init sa nanofluid, metal o metal oxide nano na mga partikulo ang ginagamit. Tulad ng alam natin na ang metal at metal oxide ay nagdaragdag ng conduction at convection. Sa nagdaang ilang dekada, ang mabilis na pagsulong ng nanotechnology ay humantong sa pag-usbong ng isang bagong henerasyon ng mga coolant na tinatawag na nanofluids.

Kung susuriin natin ang regular na solid-likido na pagpapakalat, ang nanofluid ay may mas mataas na mabisang lugar sa ibabaw at samakatuwid ay mas mataas ang mabisang ibabaw ng paglipat ng init sa pagitan ng mga maliit na butil at likido. Ang nanotechnology ay ginagamit o isinasaalang-alang para sa ilan, ang mga application na nakatuon upang magbigay ng mas produktibong mga supply ng enerhiya at mga trabaho.

Habang marami sa mga application na ito ay maaaring hindi maka-impluwensya nang direkta sa paglipat ng enerhiya, ang bawat isa ay may potensyal na mabawasan ang pangangailangan para sa elektrisidad na enerhiya, petrolyo na maglinis ng gasolina, o natural gas na maaaring ilipat sa pamamagitan ng sistema ng paghahatid ng enerhiya. Ang mas mahusay na pagbuo at paggamit ng enerhiya ay maaaring bawasan ang dami ng mga aktibidad sa konstruksyon, pagpapanatili at pag-decommissioning.

Thermal conductivity

Ang thermal conductivity ng nanofluids ay natagpuan na isang nakakaakit na katangian para sa maraming mga application. Maaari itong tukuyin bilang ang kakayahan ng isang materyal na magsagawa o maglipat ng init. Maraming pananaliksik ang nakumpleto sa paksang ito

Ang thermal conductivity na 0.3% tanso na nanoparticle ng ethylene glycol (EG) nanofluids ay nakataas hanggang sa 40% na naiiba sa base likido. Binigyang diin ng mga may-akda na ang pag-aari na ito ay may mahalagang papel sa pagbuo ng sistemang paglipat ng init na walang lakas. Ang mas mataas na kondaktibiti ng thermal ay mas mataas at sa ibabaw na lugar ng tanop (Cu) nanoparticles ay maiugnay sa pagpapabuti na ito.

Gayunpaman, ang ibabaw sa dami ng ratio (A / V) ng mga nanoparticle ay isang nangingibabaw na kadahilanan na nakakaimpluwensya sa thermal conductivity ng nanofluids kaysa sa nanoparticles thermal conductivity. Ang proporsyon sa ibabaw sa dami (A / V) ay pinalawak na may mas maliit na sukat ng mga nanoparticle.

Paglipat ng init gamit ang nanofluid

Ang mataas na proseso ng pagbuo ng init ay nakalikha ng isang mas mataas na kinakailangan para sa pinakabagong teknolohiya upang madagdagan ang paglipat ng init. Maraming pamamaraan ang magagamit upang madagdagan ang paglipat ng init sa mga proseso. 

Ang paglipat ng init sa isang proseso ay maaaring kalkulahin tulad ng sumusunod:

Q = h * A * ∆T

Ang Q ay ginagamit para sa rate ng paglipat ng init, ang h ay ang koepisyent ng paglipat ng init, ang A ay ang mabisang lugar ng paglipat ng init, at ang ∆T ang pagkakaiba sa temperatura. Napansin na mula sa equation na ito na posible ang paglipat ng init upang mapahusay ng:

(i) Taasan ang ΔT 

(ii) Taasan ang A 

(iii) Taasan ang h

Ang mga pagpapabuti sa paglipat ng init ay maaari ding dagdagan sa pamamagitan ng pagtaas ng koepisyent ng paglipat ng init h. Sa pamamagitan ng pagbuo ng mas mahusay na mga pamamaraan ng paglipat ng init o pagpapabuti ng mga katangian ng transportasyon ng materyal na ginamit para sa paglipat ng init.

Mula sa industriya ng transportasyon hanggang sa mga yunit ng produksyon ng enerhiya, ang nanofluid ay maaaring malawakang magamit sa lahat ng saklaw din sa mga elektronikong sistema tulad ng microprocessor, micromekanical, electrical system at larangan ng biotechnology.

Ang pagpapabuti ng mga pag-aari ng nanofluid

Sa karamihan ng mga kaso, ang isang pagtaas sa kondaktibiti ng thermal ay napagmasdan. Ang mga hindi normal na kalakaran sa kaso ng lapot ay nakita sa nanofluid. Natagpuan ang lapot na tumaas kapag ang mga nanoparticle ay nakakalat sa base fluid.

Para sa mas mataas na konsentrasyon ng lakas ng tunog, natagpuan ng pag-uugali ng nanofluid ang paggupit ng paggupit para sa mas kaunting pansin na ito ay ang pagkarga ng Newtonian. Maraming mga hindi pagkakasundo ang nakikita sa maraming mga gawa, ngunit kahit na masasabi nating ang lakas ng kombeksyon sa kaso ng nanofluid ay nadagdagan kaysa sa base fluid. Ang pagtaas na ito dahil sa nanofluid ay hindi nakasalalay sa maginoo na mga teorya.

Halimbawa, ang mga katangian ng CuO nanoparticles ay ipinapakita.

Mga KatangianCopper Oxide
Formula sa kimikalCuO
Colouritim
MorpolohiyaSpherical
Average na Laki ng Particle (nm)30-50
Tunay na Densidad (kg / m3)6400
Tiyak na Pag-init (J / kgK)531.02
Thermal Conductivity (w / mK)20

 Ipagpalagay na nakikita natin ang nanofluid sa kaso ng natural na kombeksyon. Masasabing ang pagkasira ng mga resulta na nakita sa nanofluid, pagtaas ng konsentrasyon ng dami ay nagreresulta sa pagtaas ng pagkasira. Mas maraming mga eksperimento ang kinakailangan upang magsagawa sa mga metal na maliit na butil at may mababang konsentrasyon ng dami. Kahit na para sa tiyak na init, nabanggit na mas mababa ito sa base fluid, Higit pang pagsasaliksik ang kinakailangan upang gawin sa tukoy na init dahil ito ay mahahalagang parameter sa patlang ng paglipat ng init.

Paghahambing ng iba't ibang nanofluid

Ang nanofluid thermal conductivity ay nakasalalay sa mga katangian ng metal na maliit na butil. Iba't ibang uri ng Nanofluids na ginamit upang mapahusay ang paglipat ng init sa Heat exchanger (TiO2, Al2O3, SiO2, CuO, CeO2 atbp)

Mayroong maraming mga resulta ng mga eksperimento na magagamit upang ihambing ang iba't ibang mga nanofluid. Tingnan natin ang ilang grapikong paghahambing ng iba't ibang mga nanofluid. Ang paghahambing ng tatlong gumaganang likidong tubig, CuO / tubig, MgO / tubig ay makikita sa pigura na ibinigay sa ibaba.

Paglipat ng Heat Gamit ang Nanofluid: Paghahambing ng tubig, CuO nanofluid at MgO nanofluid
Paghahambing ng tubig, CuO nanofluid at MgO nanofluid

Ang resulta ng grapiko ay ipinakita sa pagitan ng rate ng paglipat ng init (Q) at temperatura ng Inlet ng nanofluid. Madali itong maobserbahan mula sa grapong CuO nanofluid ay nagpapakita ng higit na mataas na paglipat ng init kumpara sa MgO nanofluid at tubig. Ang grap ay naka-plot para sa tatlong magkakaibang temperatura na 70, 80 at 90 ° C.

 Kumuha tayo ng isang pangalawang halimbawa upang maunawaan ang higit pa tungkol sa isa pang paghahambing ng nanofluid. Ang grapikong representasyon, kabilang ang isang paghahambing ng tubig, Al2O3/ tubig, CuO / tubig ay ipinapakita sa ibaba.

Pagpapahusay ng paglipat ng init sa nanofluid | Bagong lugar ng pagsasaliksik
Paghahambing ng tubig, Al2O3 nanofluid at CuO nanofluid

 Maaari itong maging kapansin-pansin nang malinaw mula sa nasa itaas na grap na ang CuO nanofluid ay gumaganap ng mas mahusay na rate ng paglipat ng init kumpara sa iba pang dalawa.

Ngayon, obserbahan natin ang pagsusuri sa resulta sa mesa ibinigay sa ibaba,

Pagpapahusay ng paglipat ng init sa nanofluid | Bagong lugar ng pagsasaliksik

mc ang rate ng daloy ng masa ng coolant sa litro bawat minuto (Ano ang rate ng daloy ng masa? Mag-click sa pag-click). Qavg kinakalkula ang rate ng paglipat ng init para sa tubig, Al2O3/ tubig at CuO / tubig. Ang yunit ng rate ng paglipat ng init ay kW (kJ / s) (Ano ang rate ng paglipat ng init? Mag-refer sa pag-click)

Ang pag-aaral ng talahanayan ng resulta ay nagpapaalam sa amin na ang CuO nanofluid ay gumaganap ng mas mahusay na paglipat ng init sa bawat kundisyon ng rate ng daloy ng masa. Kung gagawin natin ang paghahambing ng gastos, pagkatapos ay Al2O3 ang nanofluid ay mas mura kaysa sa CuO nanofluid.

Ang pagkakaiba sa paglipat ng init ay hindi masyadong mataas sa pagitan ng Al2O3 nanofluid at CuO nanofluid. Para sa epektibo sa gastos, ang Al2O3 Ang nanofluid ay maaaring komersyal na likido upang makakuha ng pinahusay na paglipat ng init.

Ang mga aplikasyon ng nanofluid sa paglipat ng init

Ang nanofluid ay ginamit o isinasaalang-alang para sa maraming mga application upang magbigay ng mas mahusay na mga supply at paggamit ng enerhiya. Ang nanofluid ay ginamit o isinasaalang-alang para sa maraming mga application upang magbigay ng mas mahusay na mga supply at paggamit ng enerhiya. Ang mga application na ito ay hindi nakakaimpluwensyang ganap sa paghahatid ng enerhiya ngunit maaari nilang bawasan ang paunang kinakailangan para sa fuel ng petrolyo, elektrisidad, fuel distillate na langis, o gas na nasusunog. Ito ay kahit papaano ay maglakbay sa pamamagitan ng balangkas ng paghahatid ng enerhiya. Susunod na darating ang ilang mga pagkakataon ng nanofluid para sa mga tahasang aplikasyon

Silid ng singaw

Ang mga kamakailang pagsasaliksik sa elektronikong paglamig ay nagpapakita ng paggamit ng nanofluid upang mapahusay ang rate ng paglipat ng init. Ang silid ng singaw na ginamit sa elektronikong paglamig ay puno ng nanofluid para sa mas mahusay na paglipat ng init.

Pagpapatuloy ng jet

Ang jet impingement ay ang posibleng teknolohiya upang palamig ang ilang mga electronics device. Ang tubig ay sinabog sa ibabaw ng aparato ng heat sink upang sumipsip ng mas maraming init mula rito. Ang paggamit ng nanofluid sa halip na tubig ay maaaring makakuha ng mas maraming init mula sa heat sink.

Radiador

 Ang radiator ay isang compact type cross-flow heat exchanger at ginagamit para sa paglamig ng makina. Ang pamamahala sa espasyo ay mga makabuluhang isyu sa bawat sasakyan ng sasakyan. Ang pagbawas ng laki ng mga sangkap ng paglamig ay maaaring posible kung ang pagpapaandar ng sangkap ay napahusay sa paglipat ng init. Ang nanofluid ay ang superior at modernong coolant na maaaring matugunan ang kinakailangan para sa pagiging siksik.

Parabolic solar collector at iba pang mga solar thermal device

Ang nagtatrabaho likido ay naikakalat sa pamamagitan ng solar thermal system sa pamamagitan ng pagsipsip ng solar radiation. Ang solar na enerhiya na hinihigop ng gumaganang likido ay karaniwang inililipat sa heat exchanger para sa iba pang mga application. Ang paggamit ng nanofluid bilang isang gumaganang likido sa solar thermal system ay nagpapabuti sa pagganap at kahusayan nito.

Paglamig ng transpormer

Ang transpormer ay malawakang ginagamit na kagamitang elektrikal para sa paghahatid ng kuryente. Ginagamit ang pampalamig na langis sa transpormer upang makuha ang nabuo na init sanhi ng paglaban. Ang pagganap ng langis ng paglamig ay maaaring mapabuti sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga nanoparticle sa langis. Dito, ang base fluid ay langis na sumusuporta sa katatagan ng nanofluid.

Ang ilan sa iba pang mga application ng nanofluid sa lugar ng paglamig at paglipat ng init ay ibinigay sa ibaba:           

Sistema ng reprigerasyon

Gumagana ang sistema ng pagpapalamig sa iba't ibang mga thermodynamic cycle. Ang nagpapalamig ay ang gumaganang likido sa sistema ng pagpapalamig. Mayroong ilang mga eksperimento na isinasagawa upang magamit ang mga nanoparticle na may nagpapalamig. Napagmasdan ng mga mananaliksik ang mahusay na mga resulta sa kasunduan gamit ang nanofluid sa ilang sistema ng pagpapalamig.

Paglamig ng reactor ng nuklear

Ang napakalaking halaga ng init ay nabuo sa core ng nuclear reactor. Upang makapagbigay ng sapat na paglamig, ang tubig ay ikinalat sa pamamagitan ng system ng condenser. Nangangailangan ang sistemang nukleyar ng mas mahusay na pormula sa paglipat ng init para sa sistema ng paglamig. Ang nanofluid ay isang pagpipilian upang mapagbuti ang sistema ng paglamig ng nuclear reactor.

Paglamig ng system ng paghahatid ng engine

Sa isang panloob na engine ng pagkasunog (IC), ang langis ng engine ay naikakalat sa lahat ng mga bahagi ng paghahatid kabilang ang gearbox, valves, crankshaft, silindro atbp Ang layunin ng paghahatid ng langis ay upang magbigay ng paglamig at pagpapadulas sa iba't ibang bahagi ng IC engine.

 Ang nanofluid ay nagpakita ng higit na katatagan sa langis. Ang paggamit ng nanofluid sa IC engine transmission system ay isang bagong panahon para sa mga mananaliksik.

Sayang ang sistema ng pagbawi ng init sa boiler

Ang mas mataas na temperatura na tambutso gas ay naubos mula sa isang tsimenea sa boiler. Ang kahusayan ng boiler ay maaaring madagdagan sa pamamagitan ng pagsipsip ng init na nasayang ng flue gas. Ang sistema ng pagbawi ng init ng basura ay naka-install upang matupad ang kahusayan ng enerhiya. Ang paggamit ng nanofluid bilang isang gumaganang likido sa basura ng sistema ng pagbawi ng init upang madagdagan ang kahusayan ng pagsipsip ng system.

Pagpapahusay ng pagsingaw ng solar

Ginagamit ang solar distillation upang gawing sariwang inuming tubig ang asin o wastewater. Ang inasnan na tubig ay siningaw sa pamamagitan ng paggamit ng solar energy, at ang sumingaw na tubig pagkatapos ay nakakubli upang makakuha ng sariwang tubig.

Ang carbon nanoparticle ay nagkakaroon ng mas mataas na pagsipsip ng solar radiation. Ang paggamit ng carbon nanoparticle sa saline water ay nagdaragdag ng rate ng pagsingaw, na hahantong sa higit na mahusay na pagganap ng solar water distillation.

Ang pagiging posible bilang isang thermal fluid

Ang nanofluid ay advance thermal fluid para sa application ng paglipat ng init. Ang pagsulong sa pagbuo ng kuryente at mga aparatong elektroniko ng kuryente ay gumagawa ng napakalaking halaga ng init. Ang pagbuo ng init ay binabawasan ang pagganap ng aparato. Upang matugunan ang kinakailangang ito, ang nanofluid ay naimbento upang mapahusay ang paglipat ng init at pagganap ng aparato.

Ang nanofluid ay nagpapakita ng higit na mahusay na pagganap sa paglipat ng init. Maaari itong magamit upang magamit ang nanofluid para sa maliit na application ng scale. Para sa malaki o pang-industriya na sukat, higit pang bilang ng mga pagsasaliksik na kinakailangan pang gawin. Ang paghahanda ng nanofluid ay may mahalagang papel sa pagiging posible nito. Ang katatagan ng nanofluid ay isang mahalagang kadahilanan na nakakaapekto sa pagiging posible nito.

 Ang mas mataas na matatag na nanofluid ay maaaring mas magagawa bilang thermal fluid.

mga tanong at mga Sagot

Bakit nanofluid nagtataglay ng katangian ng paglipat ng init?

Ang mga nanofluid ay may mas mataas na tahasang lugar sa ibabaw at nang naaayon mas maraming ibabaw ng pagpapadaloy ng init sa mga maliit na butil at likido.

Kahulugan: Thermal conductivity

Ang Thermal conductivity ay maaaring mailalarawan bilang kapasidad ng isang materyal upang magdirekta o ilipat ang init.

Alin ang mga paraan upang madagdagan ang paglipat ng init?

Mayroong tatlong paraan upang madagdagan ang paglipat ng init batay sa ekspresyon ng paglipat ng init:

  1. Taasan ang ΔT (pagkakaiba sa temperatura)
  2. Taasan ang A (Epektibong ibabaw na lugar)
  3. Taasan ang h (koepisyent sa paglipat ng init)

Ano ang dami ng konsentrasyon ng nanofluid?

Ang dami ng konsentrasyon ay isang term na ginamit upang sabihin ang proporsyon ng mga nanoparticle sa isang handa na nanofluid.

Alin sa nanofluid ang gumaganap ng mas mataas na paglipat ng init sa mga naibigay na halimbawa?

Copper Oxide (CuO) nanofluid.

Aling nanofluid ang mabisa?

Aluminum Oxide (Al2O3) nanofluid.

Alin sa tatlong nanofluids na ginamit sa artikulong ito?

Ang mga sumusunod ay tatlong naonofluids na ginamit sa mga artikulong ito:

  1. Al2O3/ tubig
  2. CuO / tubig
  3. MgO / tubig

Bigyan ang yunit ng paglipat ng init.

Ang yunit ng paglipat ng init ay kW (kilowatt) o kJ / s (kilo Joule / segundo)

Alin sa mga elektronikong aparato, posible ang paggamit ng nanofluid?

Ang nanofluid ay maaaring magamit sa singaw ng silid at pag-setup ng jet impingement para sa elektronikong paglamig.

Ano ang tiyak na pangalan ng radiator sa larangan ng heat exchanger?

Uri ng compact na cross-flow heat exchanger

Ano ang nangingibabaw na kadahilanan ng nanofluid para sa pagiging posible?

Ang katatagan ng nanofluid ay ang nangingibabaw na kadahilanan para sa pagiging posible.

Ano ang silbi ng carbon nanoparticles?

Ang mga carbon nanoparticle ay mahusay na sumisipsip ng solar radiations. Maaari itong magamit sa mga solar unit ng paglilinis para sa pagpapahusay ng pagsingaw ng tubig.

Konklusyon

Ang artikulong ito ay kapaki-pakinabang para sa mga mag-aaral at mananaliksik upang makakuha ng isang pangunahing ideya ng ilang nanofluid at mga katangian nito. Nakatutulong din ang artikulo para sa mag-aaral na maghanap ng isang paksa sa pagsasaliksik na nauugnay sa nano science at mga aplikasyon nito. Ang paghahambing ng ilang mga likido ay ipinakita sa artikulong ito upang lumikha ng isang batayan para sa paunang pag-aaral ng likido at mga parameter. Ang saklaw ng hinofluid sa hinaharap ay komprehensibo at kaakit-akit. Ang nanofluid ay magiging susi upang madagdagan ang anumang kahusayan ng kagamitan.

Para sa karagdagang detalye, mag-refer pindutin dito

Higit pang paksang nauugnay sa Nanofluid, mangyaring pindutin dito

Tungkol kay Deepakkumar Jani

Pagpapahusay ng paglipat ng init sa nanofluid | Bagong lugar ng pagsasaliksikAko si Deepak Kumar Jani, Sumusunod sa PhD sa Mekanikal- Napapanibagong enerhiya. Mayroon akong limang taon ng pagtuturo at dalawang taong karanasan sa pagsasaliksik. Ang aking paksa na lugar ng interes ay ang thermal engineering, automobile engineering, Mechanical pagsukat, Engineering Drawing, Fluid mechanics atbp Nag-file ako ng isang patent sa "Hybridization ng berdeng enerhiya para sa paggawa ng kuryente". Nag-publish ako ng 17 mga papeles sa pagsasaliksik at dalawang libro.
Natutuwa akong maging bahagi ng Lambdageeks at nais kong ipakita ang ilan sa aking kadalubhasaan sa isang simpleng pamamaraan sa mga mambabasa.
Bukod sa mga akademiko at pagsasaliksik, gusto ko ang paglibot sa kalikasan, pagkuha ng kalikasan at paglikha ng kamalayan tungkol sa kalikasan sa mga tao.
Kumonekta tayo sa pamamagitan ng LinkedIn - https://www.linkedin.com/in/jani-deepak-b0558748/.
Sumangguni rin sa aking You-tube Channel patungkol sa "Imbitasyon mula sa Kalikasan"

1 naisip ang "Pagpapahusay ng paglipat ng init sa nanofluid | Bagong lugar ng pagsasaliksik ”

  1. Pingback: AFBC boiler | Mahalaga 4 Mga Katanungan sa Panayam - Lambda Geeks

Mag-iwan ng komento

Ang iyong email address ay hindi ilalathala. Ang mga kailangang field ay may markang *

en English
X