304 स्टेनलेस स्टील कोइल्ड ट्युबिङ रासायनिक घटक, टर्ब्युलेटरहरूले सुसज्जित राउन्ड ट्युबहरूमा सहसंयोजक र गैर-सहयोगी रूपमा कार्यात्मक ग्राफिन नानोसिटहरूको थर्मोडायनामिक विश्लेषण।

Nature.com भ्रमण गर्नुभएकोमा धन्यवाद।तपाईं सीमित CSS समर्थनको साथ ब्राउजर संस्करण प्रयोग गर्दै हुनुहुन्छ।उत्तम अनुभवको लागि, हामी तपाईंलाई अपडेट गरिएको ब्राउजर प्रयोग गर्न सिफारिस गर्छौं (वा इन्टरनेट एक्सप्लोररमा अनुकूलता मोड असक्षम गर्नुहोस्)।थप रूपमा, निरन्तर समर्थन सुनिश्चित गर्न, हामी शैलीहरू र जाभास्क्रिप्ट बिना साइट देखाउँछौं।
स्लाइडरहरू प्रति स्लाइड तीन लेखहरू देखाउँदै।स्लाइडहरू मार्फत सार्नको लागि पछाडि र अर्को बटनहरू प्रयोग गर्नुहोस्, वा प्रत्येक स्लाइडमा सार्नको लागि अन्तमा स्लाइड नियन्त्रक बटनहरू प्रयोग गर्नुहोस्।

चीनमा 304 10*1mm स्टेनलेस स्टील कोइल्ड ट्युबिङ

साइज: ३/४ इन्च, १/२ इन्च, १ इन्च, ३ इन्च, २ इन्च

एकाइ पाइप लम्बाइ: 6 मिटर

स्टिल ग्रेड: 201, 304 र 316

ग्रेड: 201, 202, 304, 316, 304L, 316 L,

सामाग्री: स्टेनलेस स्टील

अवस्था: नयाँ

कोभ्यालेन्ट र गैर-कोभ्यालेन्ट न्यानोफ्लुइडहरू 45° र 90° को हेलिक्स कोणहरूसँग ट्विस्टेड टेप इन्सर्टहरूसँग सुसज्जित गोल ट्यूबहरूमा परीक्षण गरियो।रेनोल्ड्स नम्बर 7000 ≤ Re ≤ 17000 थियो, थर्मोफिजिकल गुणहरू 308 K मा मूल्याङ्कन गरिएको थियो। भौतिक मोडेललाई दुई-प्यारामिटर टर्ब्युलेन्ट भिस्कोसिटी मोडेल (SST k-ओमेगा टर्ब्युलेन्स) प्रयोग गरेर संख्यात्मक रूपमा समाधान गरिएको छ।नानोफ्लुइड्स ZNP-SDBS@DV र ZNP-COOH@DV को सांद्रता (0.025 wt.%, 0.05 wt.%, र 0.1 wt.%) काममा विचार गरियो।ट्विस्टेड ट्यूबहरूको पर्खालहरू 330 K को स्थिर तापक्रममा तताइन्छ। हालको अध्ययनमा छवटा मापदण्डहरू विचार गरियो: आउटलेट तापक्रम, तातो स्थानान्तरण गुणांक, औसत नसेल्ट नम्बर, घर्षणको गुणांक, दबाव हानि, र कार्यसम्पादन मूल्याङ्कन मापदण्ड।दुबै अवस्थाहरूमा (हेलिक्स कोण 45° र 90°), ZNP-SDBS@DV nanofluid ले ZNP-COOH@DV भन्दा उच्च थर्मल-हाइड्रोलिक विशेषताहरू देखायो, र यो बढ्दो मास अंशको साथ बढ्यो, उदाहरणका लागि, 0.025 wt।, र 0.05 wt।1.19 छ।% र 1.26 - 0.1 wt.%।दुबै अवस्थामा (हेलिक्स कोण ४५° र ९०°), GNP-COOH@DW प्रयोग गर्दा थर्मोडायनामिक विशेषताहरूको मान ०.०२५% wt को लागि १.०२, ०.०५% wt को लागि १.०५ हुन्छ।र 0.1% wt को लागि 1.02।
ताप एक्सचेन्जर एक थर्मोडायनामिक उपकरण 1 हो जुन शीतलन र तताउने कार्यहरूमा तातो स्थानान्तरण गर्न प्रयोग गरिन्छ।ताप एक्सचेन्जरको थर्मल-हाइड्रोलिक गुणहरूले ताप स्थानान्तरण गुणांक सुधार गर्दछ र काम गर्ने तरल पदार्थको प्रतिरोध कम गर्दछ।गर्मी स्थानान्तरण सुधार गर्न धेरै विधिहरू विकसित गरिएका छन्, जसमा टर्ब्युलेन्स एन्हान्सरहरू २,३,४,५,६,७,८,९,१०,११ र नानोफ्लुइडहरू १२,१३,१४,१५ छन्।ट्विस्टेड टेप इन्सर्सन यसको मर्मतसम्भार र कम लागत7,16 को कारणले ताप एक्सचेन्जरहरूमा तातो स्थानान्तरण सुधार गर्न सबैभन्दा सफल विधिहरू मध्ये एक हो।
प्रयोगात्मक र कम्प्युटेसनल अध्ययनहरूको श्रृंखलामा, नानोफ्लुइडहरू र तातो एक्सचेन्जरहरूको मिश्रणको हाइड्रोथर्मल गुणहरू ट्विस्टेड टेप इन्सर्टहरूको साथ अध्ययन गरियो।एक प्रयोगात्मक कार्यमा, तीन फरक धातु नानोफ्लुइडहरू (Ag@DW, Fe@DW र Cu@DW) को हाइड्रोथर्मल गुणहरू सुई ट्विस्टेड टेप (STT) ताप एक्सचेंजरमा अध्ययन गरियो।आधार पाइपको तुलनामा, STT को ताप स्थानान्तरण गुणांक ११% र ६७% ले सुधार गरिएको छ।α = β = 0.33 मापदण्डको साथ दक्षताको सन्दर्भमा आर्थिक दृष्टिकोणबाट SST लेआउट सबैभन्दा राम्रो हो।थप रूपमा, n मा 18.2% वृद्धि Ag@DW सँग अवलोकन गरिएको थियो, यद्यपि दबाव हानिमा अधिकतम वृद्धि मात्र 8.5% थियो।तातो स्थानान्तरणको भौतिक प्रक्रियाहरू र कुण्डलित टर्ब्युलेटरहरू बिना कन्सेन्ट्रिक पाइपहरूमा दबाव हानिको Al2O3@DW न्यानोफ्लुइडको बलियो संवहन प्रयोग गरेर अध्ययन गरिएको थियो।कुण्डल पिच = 25 मिमी र Al2O3@DW nanofluid 1.6 vol.% हुँदा अधिकतम औसत Nusselt संख्या (Nuavg) र दबाव हानि Re = 20,000 मा अवलोकन गरिन्छ।प्रयोगशाला अध्ययनहरू पनि WC इन्सर्टहरू भएका लगभग गोलाकार ट्यूबहरूबाट बग्ने ग्राफिन अक्साइड नानोफ्लुइड्स (GO@DW) को ताप स्थानान्तरण र दबाव घटाउने विशेषताहरू अध्ययन गर्न सञ्चालन गरिएको छ।परिणामहरूले देखाएको छ कि 0.12 vol%-GO@DW ले लगभग 77% द्वारा संवहनी ताप स्थानान्तरण गुणांक बढायो।अर्को प्रयोगात्मक अध्ययनमा, नानोफ्लुइड्स (TiO2@DW) को ट्विस्टेड टेप इन्सर्ट २० मा फिट गरिएको डिम्पल ट्यूबहरूको थर्मल-हाइड्रोलिक विशेषताहरू अध्ययन गर्न विकसित गरिएको थियो।1.258 को अधिकतम हाइड्रोथर्मल दक्षता 0.15 vol%-TiO2@DW को 3.0 को ट्विस्ट कारकको साथ 45° झुकाव शाफ्टहरूमा इम्बेडेड प्रयोग गरेर हासिल गरिएको थियो।एकल-चरण र दुई-चरण (हाइब्रिड) सिमुलेशन मोडेलहरूले विभिन्न ठोस सांद्रतामा CuO@DW nanofluids को प्रवाह र ताप स्थानान्तरणलाई ध्यानमा राख्छन् (1–4% vol.%)21।एउटा ट्विस्टेड टेपको साथ सम्मिलित गरिएको ट्यूबको अधिकतम थर्मल दक्षता 2.18 हो, र एउटै अवस्थाहरूमा दुई ट्विस्टेड टेपहरू सहित सम्मिलित गरिएको ट्यूब 2.04 (दुई-चरण मोडेल, Re = 36,000 र 4 भोल्युम%) हो।मुख्य पाइपहरू र ट्विस्टेड इन्सर्टहरू भएका पाइपहरूमा कार्बोक्सिमाइथाइल सेलुलोज (CMC) र कपर अक्साइड (CuO) को गैर-न्यूटोनियन टर्ब्युलेन्ट नानोफ्लुइड प्रवाह अध्ययन गरिएको छ।Nuavg ले 16.1% (मुख्य पाइपलाइनको लागि) र 60% ((H/D = 5) को अनुपातमा कोइल्ड पाइपलाइनको लागि) को सुधार देखाउँछ।सामान्यतया, कम ट्विस्ट-टू-रिबन अनुपातले घर्षणको उच्च गुणांकमा परिणाम दिन्छ।एक प्रयोगात्मक अध्ययनमा, तातो स्थानान्तरण र घर्षण गुणांकको गुणहरूमा ट्विस्टेड टेप (TT) र कोइल (VC) को साथ पाइपहरूको प्रभाव CuO@DW nanofluids प्रयोग गरेर अध्ययन गरिएको थियो।०.३ भोल्युम प्रयोग गर्दै।%-CuO@DW मा Re = 20,000 ले VK-2 पाइपमा 44.45% को अधिकतम मानमा तातो स्थानान्तरण बढाउन सम्भव बनाउँछ।थप रूपमा, एउटै सीमा अवस्थाहरूमा ट्विस्टेड जोडी केबल र कुण्डल सम्मिलित प्रयोग गर्दा, घर्षणको गुणांक DW को तुलनामा 1.17 र 1.19 को कारकहरूले बढ्छ।सामान्यतया, कुण्डलहरूमा सम्मिलित नानोफ्लुइडहरूको थर्मल दक्षता फँसेको तारहरूमा सम्मिलित नानोफ्लुइडहरूको भन्दा राम्रो हुन्छ।टर्ब्युलेन्ट (MWCNT@DW) नानोफ्लुइड प्रवाहको भोल्युमेट्रिक विशेषता सर्पिल तारमा सम्मिलित तेर्सो ट्यूब भित्र अध्ययन गरिएको थियो।थर्मल कार्यसम्पादन प्यारामिटरहरू सबै केसहरूको लागि > 1 थिए, कुण्डल सम्मिलितसँग नानोफ्लुइडिक्सको संयोजनले पम्प पावर खपत नगरी ताप स्थानान्तरणमा सुधार गर्दछ।Abstract — परिमार्जित ट्विस्टेड-ट्विस्टेड V-आकारको टेप (VcTT) बाट बनेको विभिन्न इन्सर्टहरू सहितको दुई-पाइप ताप एक्सचेन्जरको हाइड्रोथर्मल विशेषताहरू Al2O3 + TiO2@DW न्यानोफ्लुइडको अशान्त प्रवाहको अवस्थाहरूमा अध्ययन गरिएको छ।आधार ट्यूबहरूमा DW को तुलनामा, Nuavg सँग 132% को उल्लेखनीय सुधार र 55% सम्मको घर्षण गुणांक छ।थप रूपमा, दुई-पाइप ताप एक्सचेन्जरमा Al2O3+TiO2@DW न्यानोकम्पोजिटको ऊर्जा दक्षताबारे छलफल गरियो।तिनीहरूको अध्ययनमा, तिनीहरूले पत्ता लगाए कि Al2O3 + TiO2@DW र TT को प्रयोगले DW को तुलनामा व्यायाम दक्षतामा सुधार गरेको छ।VcTT टर्ब्युलेटरहरू भएका कन्सेन्ट्रिक ट्युबुलर हीट एक्सचेन्जरहरूमा, सिंह र सरकार27 ले फेज चेन्ज मटेरियल (PCM), फैलिएको सिंगल/नानोकम्पोजिट न्यानोफ्लुइडहरू (Al2O3@DW PCM र Al2O3 + PCM सँग) प्रयोग गरे।तिनीहरूले रिपोर्ट गरे कि गर्मी स्थानान्तरण र दबाव हानि बढ्छ जब ट्विस्ट गुणांक घट्छ र न्यानोपार्टिकल एकाग्रता बढ्छ।ठूलो V-notch गहिराई कारक वा सानो चौडाइ कारकले अधिक गर्मी स्थानान्तरण र दबाव हानि प्रदान गर्न सक्छ।थप रूपमा, graphene-प्लैटिनम (Gr-Pt) 2-TT28 सम्मिलितहरू भएका ट्यूबहरूमा ताप, घर्षण, र समग्र एन्ट्रोपी उत्पादन दरको अनुसन्धान गर्न प्रयोग गरिएको छ।तिनीहरूको अध्ययनले देखाएको छ कि (Gr-Pt) को एक सानो प्रतिशतले अपेक्षाकृत उच्च घर्षण एन्ट्रोपी विकासको तुलनामा तातो एन्ट्रोपी उत्पादनलाई उल्लेखनीय रूपमा घटाएको छ।मिश्रित Al2O3@MgO nanofluids र conical WC लाई राम्रो मिश्रणको रूपमा मान्न सकिन्छ, किनकि बढेको अनुपात (h/Δp) ले दुई-ट्यूब ताप एक्सचेंजर 29 को हाइड्रोथर्मल कार्यसम्पादन सुधार गर्न सक्छ।DW30 मा निलम्बित विभिन्न तीन-भाग हाइब्रिड न्यानोफ्लुइड्स (THNF) (Al2O3 + graphene + MWCNT) को साथ ताप एक्सचेंजरहरूको ऊर्जा बचत र वातावरणीय कार्यसम्पादन मूल्याङ्कन गर्न संख्यात्मक मोडेल प्रयोग गरिन्छ।1.42–2.35 को दायरामा यसको कार्यसम्पादन मूल्याङ्कन मापदण्ड (PEC) को कारणले, Depressed Twisted Turbulizer Insert (DTTI) र (Al2O3 + Graphene + MWCNT) को संयोजन आवश्यक छ।
हालसम्म, थर्मल फ्लुइडहरूमा हाइड्रोडायनामिक प्रवाहमा सहसंयोजक र गैर-सहयोगी कार्यात्मकताको भूमिकामा थोरै ध्यान दिइएको छ।यस अध्ययनको विशेष उद्देश्य नानोफ्लुइड्स (ZNP-SDBS@DV) र (ZNP-COOH@DV) को 45° र 90° को हेलिक्स कोणहरूका साथ ट्विस्टेड टेप इन्सर्टहरूमा थर्मल-हाइड्रोलिक विशेषताहरू तुलना गर्नु थियो।थर्मोफिजिकल गुणहरू टिन = 308 K मा मापन गरिएको थियो। यस अवस्थामा, तुलना प्रक्रियामा तीनवटा द्रव्यमान अंशहरूलाई ध्यानमा राखिएको थियो, जस्तै (0.025 wt.%, 0.05 wt.% र 0.1 wt.%)।थर्मल-हाइड्रोलिक विशेषताहरू समाधान गर्न 3D टर्ब्युलेन्ट फ्लो मोडेल (SST k-ω) मा कतरनी तनाव स्थानान्तरण प्रयोग गरिन्छ।तसर्थ, यस अध्ययनले सकारात्मक गुणहरू (तातो स्थानान्तरण) र नकारात्मक गुणहरू (घर्षणमा दबाव ड्रप) को अध्ययनमा महत्त्वपूर्ण योगदान पुर्‍याउँछ, थर्मल-हाइड्रोलिक विशेषताहरू र त्यस्ता इन्जिनियरिङ प्रणालीहरूमा वास्तविक काम गर्ने तरल पदार्थहरूको अनुकूलन प्रदर्शन गर्दछ।
आधारभूत कन्फिगरेसन एक चिल्लो पाइप (L = 900 मिमी र Dh = 20 मिमी) हो।सम्मिलित ट्विस्टेड टेप आयामहरू (लम्बाइ = 20 मिमी, मोटाई = 0.5 मिमी, प्रोफाइल = 30 मिमी)।यस अवस्थामा, सर्पिल प्रोफाइलको लम्बाइ, चौडाइ र स्ट्रोक क्रमशः 20 मिमी, 0.5 मिमी, र 30 मिमी थियो।ट्विस्टेड टेपहरू 45° र 90° मा झुकेका छन्।विभिन्न काम गर्ने तरल पदार्थहरू जस्तै DW, noncovalent nanofluids (GNF-SDBS@DW) र covalent nanofluids (GNF-COOH@DW) Tin = 308 K मा, तीन फरक जन सांद्रता र विभिन्न रेनल्ड्स संख्याहरू।परीक्षणहरू तातो एक्सचेंजर भित्र गरिएको थियो।सर्पिल ट्यूबको बाहिरी पर्खाल तातो स्थानान्तरण सुधार गर्न मापदण्डहरू परीक्षण गर्न 330 K को स्थिर सतहको तापक्रममा तताइएको थियो।
अंजीर मा।1 योजनाबद्ध रूपमा लागू सीमा सर्तहरू र जालिएको क्षेत्रको साथ एक ट्विस्टेड टेप सम्मिलित ट्यूब देखाउँछ।माथि उल्लेख गरिए अनुसार, हेलिक्सको इनलेट र आउटलेट भागहरूमा वेग र दबाव सीमा अवस्थाहरू लागू हुन्छन्।स्थिर सतहको तापक्रममा, पाइपको पर्खालमा गैर-स्लिप अवस्था लगाइएको छ।हालको संख्यात्मक सिमुलेशनले दबाबमा आधारित समाधान प्रयोग गर्दछ।एकै समयमा, एक कार्यक्रम (ANSYS FLUENT 2020R1) परिमित भोल्युम विधि (FMM) प्रयोग गरेर आंशिक भिन्नता समीकरण (PDE) लाई बीजगणितीय समीकरणहरूको प्रणालीमा रूपान्तरण गर्न प्रयोग गरिन्छ।दोस्रो-क्रम SIMPLE विधि (अनुक्रमिक दबाव-निर्भर समीकरणहरूको लागि अर्ध-निहित विधि) वेग-दबावसँग सम्बन्धित छ।यो जोड दिनुपर्छ कि द्रव्यमान, गति, र ऊर्जा समीकरणका लागि अवशिष्टहरूको अभिसरण क्रमशः 103 र 106 भन्दा कम छ।
p भौतिक र कम्प्युटेशनल डोमेनहरूको रेखाचित्र: (a) हेलिक्स कोण 90°, (b) हेलिक्स कोण 45°, (c) कुनै हेलिकल ब्लेड छैन।
Nanofluids को गुणहरू व्याख्या गर्न एक समान मोडेल प्रयोग गरिन्छ।बेस फ्लुइड (DW) मा न्यानोमेटेरियलहरू समावेश गरेर, उत्कृष्ट थर्मल गुणहरू भएको निरन्तर तरल पदार्थ बनाइन्छ।यस सन्दर्भमा, आधार तरल पदार्थ र न्यानोमेटरियलको तापक्रम र वेग समान मान छ।माथिका सिद्धान्तहरू र धारणाहरूको कारणले, कुशल एकल-चरण प्रवाह यस अध्ययनमा काम गर्दछ।धेरै अध्ययनहरूले nanofluidic प्रवाह 31,32 को लागि एकल-चरण प्रविधिहरूको प्रभावकारिता र प्रयोज्यता प्रदर्शन गरेको छ।
न्यानोफ्लुइडको प्रवाह न्यूटोनियन अशान्तिपूर्ण, असंकुचनीय र स्थिर हुनुपर्छ।कम्प्रेसन कार्य र चिपचिपा ताप यस अध्ययनमा अप्रासंगिक छन्।थप रूपमा, पाइपको भित्री र बाहिरी पर्खालहरूको मोटाईलाई ध्यानमा राखिएको छैन।तसर्थ, थर्मल मोडेल परिभाषित गर्ने द्रव्यमान, गति, र ऊर्जा संरक्षण समीकरणहरूलाई निम्न रूपमा व्यक्त गर्न सकिन्छ:
जहाँ \(\overrightarrow{V}\) औसत वेग भेक्टर हो, Keff = K + Kt सहसंयोजक र noncovalent nanofluids को प्रभावकारी थर्मल चालकता हो, र ε ऊर्जा अपव्यय दर हो।तालिकामा देखाइएको घनत्व (ρ), चिपचिपाहट (μ), विशिष्ट ताप क्षमता (Cp) र थर्मल चालकता (k) सहित नानोफ्लुइडहरूको प्रभावकारी थर्मोफिजिकल गुणहरू 308 K1 को तापक्रममा प्रयोगात्मक अध्ययनको क्रममा मापन गरियो। यी सिमुलेटरहरूमा।
परम्परागत र TT ट्यूबहरूमा अशान्त नानोफ्लुइड प्रवाहको संख्यात्मक सिमुलेशनहरू रेनोल्ड्स नम्बर 7000 ≤ Re ≤ 17000 मा प्रदर्शन गरिएको थियो। यी सिमुलेशनहरू र संवहनी ताप स्थानान्तरण गुणांकहरू Mentor's κ-ω turbulence over the turbulence mode of shearsturdyn (ShareStardyn) को प्रयोग गरेर विश्लेषण गरिएको थियो। मोडेल Navier-Stokes, सामान्यतया वायुगतिकीय अनुसन्धानमा प्रयोग गरिन्छ।थप रूपमा, मोडेल पर्खाल प्रकार्य बिना काम गर्दछ र पर्खाल 35,36 नजिकै सही छ।(SST) κ-ω टर्ब्युलेन्स मोडेलको शासित समीकरणहरू निम्नानुसार छन्:
जहाँ \(S\) तनाव दरको मान हो, र \(y\) छेउछाउको सतहको दूरी हो।यसै बीच, \({\alpha}_{1}\), \({\alpha}_{2}\), \({\beta}_{1}\), \({\beta}_{ 2 }\), \({\beta}^{*}\), \({\sigma}_{{k}_{1}}\), \({\sigma}_{{k}_{ 2 }}\), \({\sigma}_{{\omega}_{1}}\) र \({\sigma}_{{\omega}_{2}}\) सबै मोडेल स्थिरांकहरूलाई जनाउँछ।F1 र F2 मिश्रित प्रकार्यहरू हुन्।नोट: F1 = 1 सीमा तहमा, 0 आगामी प्रवाहमा।
प्रदर्शन मूल्याङ्कन प्यारामिटरहरू अशान्त संवहक ताप स्थानान्तरण, सहसंयोजक र गैर-सहयोगी नानोफ्लुइड प्रवाह अध्ययन गर्न प्रयोग गरिन्छ, उदाहरणका लागि31:
यस सन्दर्भमा, (\(\rho\)), (\(v\)), (\({D}_{h}\)) र (\(\mu\)) घनत्व, तरल वेगको लागि प्रयोग गरिन्छ। , हाइड्रोलिक व्यास र गतिशील चिपचिपापन।(\({C}_{p}\, \mathrm{u}\, k\)) - विशेष ताप क्षमता र प्रवाहित तरल पदार्थको थर्मल चालकता।साथै, (\(\dot{m}\)) ले जन प्रवाहलाई जनाउँछ, र (\({T}_{out}-{T}_{in}\)) ले इनलेट र आउटलेटको तापक्रम भिन्नतालाई जनाउँछ।(NFs) ले सहसंयोजक, गैर-सहयोगी नानोफ्लुइडहरू, र (DW) ले डिस्टिल्ड वाटर (आधार तरल पदार्थ) लाई जनाउँछ।\({A}_{s} = \pi DL\), \({\overline{T}}_{f}=\frac{\left({T}_{out}-{T}_{in }\right)}{2}\) र \({\overline{T}}_{w}=\sum \frac{{T}_{w}}{n}\)।
बेस फ्लुइड (DW), नन-कोभ्यालेन्ट नानोफ्लुइड (GNF-SDBS@DW), र covalent nanofluid (GNF-COOH@DW) को थर्मोफिजिकल गुणहरू प्रकाशित साहित्य (प्रयोगात्मक अध्ययन), Sn = 308 K, को रूपमा लिइएको थियो। तालिका 134 मा देखाइएको छ। ज्ञात जन प्रतिशतको साथ एक गैर-सहसंयोजक (GNP-SDBS@DW) न्यानोफ्लुइड प्राप्त गर्नको लागि एक सामान्य प्रयोगमा, प्राथमिक GNP को निश्चित ग्रामहरू सुरुमा डिजिटल ब्यालेन्समा तौलिएका थिए।SDBS/नेटिभ GNP को वजन अनुपात (0.5:1) DW मा भारित छ।यस अवस्थामा, कोभ्यालेन्ट (COOH-GNP@DW) न्यानोफ्लुइडहरू HNO3 र H2SO4 को भोल्युम अनुपात (1:3) सँग कडा अम्लीय माध्यम प्रयोग गरेर GNP को सतहमा कार्बोक्सिल समूहहरू थपेर संश्लेषित गरियो।सहसंयोजक र गैर-सहयोगी न्यानोफ्लुइडहरू DW मा 0.025 wt%, 0.05 wt% जस्ता तीन फरक तौल प्रतिशतहरूमा निलम्बित गरिएको थियो।र द्रव्यमानको ०.१%।
जालको आकारले सिमुलेशनलाई असर गर्दैन भन्ने कुरा सुनिश्चित गर्न मेष स्वतन्त्रता परीक्षणहरू चार फरक कम्प्युटेशनल डोमेनहरूमा गरिएको थियो।४५° टर्सन पाइपको हकमा १.७५ एमएम एकाइ साइज भएको एकाइको संख्या २४९,०३३, २ मिलिमिटर साइज भएको युनिटको संख्या ३०७,९६९, २.२५ मिलिमिटर साइज भएको युनिटको संख्या ४२१,४०६ र एकाइको संख्या ४२१,४०६ छ। एकाइ आकार 2.5 मिमी 564 940 क्रमशः संग।थप रूपमा, 90° ट्विस्ट गरिएको पाइपको उदाहरणमा, 1.75 मिमी तत्व आकारको तत्वहरूको संख्या 245,531 हो, 2 मिमी तत्व आकारको तत्वहरूको संख्या 311,584 हो, 2.25 मिमी तत्व आकारको तत्वहरूको संख्या हो। 422,708, र 2.5 मिमी को एक तत्व आकार संग तत्वहरूको संख्या क्रमशः 573,826 छ।(Tout, htc, र Nuavg) जस्ता थर्मल सम्पत्ति रिडिङहरूको शुद्धता तत्वहरूको संख्या घट्दै जाँदा बढ्छ।एकै समयमा, घर्षण गुणांक र दबाव ड्रपको मानहरूको शुद्धताले पूर्ण रूपमा फरक व्यवहार देखायो (चित्र 2)।ग्रिड (2) लाई सिमुलेटेड केसमा थर्मल-हाइड्रोलिक विशेषताहरू मूल्याङ्कन गर्न मुख्य ग्रिड क्षेत्रको रूपमा प्रयोग गरिएको थियो।
45° र 90° मा ट्विस्ट गरिएको DW ट्युबहरूको जोडी प्रयोग गरेर जालबाट स्वतन्त्र रूपमा ताप स्थानान्तरण र दबाव ड्रप प्रदर्शन परीक्षण गर्दै।
हालको संख्यात्मक नतिजाहरू ताप स्थानान्तरण कार्यसम्पादन र घर्षण गुणांकका लागि प्रख्यात अनुभवजन्य सहसम्बन्ध र समीकरणहरू जस्तै डिटस-बेल्टर, पेटुखोभ, ग्नेलिन्स्की, नोटर-रोउज र ब्लासियस प्रयोग गरी प्रमाणीकरण गरिएको छ।तुलना 7000≤Re≤17000 सर्त अन्तर्गत गरिएको थियो।अंजीर अनुसार।3, सिमुलेशन परिणामहरू र गर्मी स्थानान्तरण समीकरण बीचको औसत र अधिकतम त्रुटिहरू 4.050 र 5.490% (Dittus-Belter), 9.736 र 11.33% (Petukhov), 4.007 र 7.483% (Gnelinsky), र 3.883% र 3.883% (Gnelinsky) छन्। Nott-Belter)।गुलाफ)।यस अवस्थामा, सिमुलेशन परिणामहरू र घर्षण गुणांक समीकरण बीचको औसत र अधिकतम त्रुटिहरू क्रमशः 7.346% र 8.039% (Blasius) र 8.117% र 9.002% (Petukhov) छन्।
संख्यात्मक गणना र अनुभवजन्य सहसंबंधहरू प्रयोग गरेर विभिन्न रेनल्ड्स नम्बरहरूमा DW को ताप स्थानान्तरण र हाइड्रोडायनामिक गुणहरू।
यस खण्डले गैर-कोभ्यालेन्ट (LNP-SDBS) र कोभ्यालेन्ट (LNP-COOH) जलीय नानोफ्लुइडको थर्मल गुणहरू तीन फरक मास फ्र्याक्सनहरूमा र रेनोल्ड्स संख्याहरू आधार तरल पदार्थ (DW) को तुलनामा औसतको रूपमा छलफल गर्दछ।7000 ≤ Re ≤ 17000 को लागि कुण्डलित बेल्ट ताप एक्सचेंजरहरू (हेलिक्स कोण 45° र 90°) को दुई ज्यामितिहरू छलफल गरिएको छ। चित्रमा।4 ले आधारभूत तरल पदार्थ (DW) (\(\frac{{{T}_{out}}_{NFs}}{{{T}_{out}}}} मा नानोफ्लुइडको बाहिर निस्कने औसत तापमान देखाउँछ। DW } } \) ) मा (0.025% wt., 0.05% wt. र 0.1% wt.)।(\(\frac{{{T}_{out}}_{NFs}}{{{T}_{out}}_{DW}}\))) सधैं १ भन्दा कम हुन्छ, जसको मतलब आउटलेटको तापक्रम गैर-सहसंयोजक (VNP-SDBS) र सहसंयोजक (VNP-COOH) न्यानोफ्लुइडहरू आधार तरलको आउटलेटमा तापक्रमभन्दा कम छन्।सबैभन्दा कम र उच्चतम कटौती क्रमशः 0.1 wt%-COOH@GNPs र 0.1 wt%-SDBS@GNPs थिए।यो घटना एक स्थिर मास अंशमा रेनल्ड्स संख्यामा वृद्धिको कारण हो, जसले न्यानोफ्लुइडको गुणहरूमा परिवर्तन ल्याउँछ (अर्थात, घनत्व र गतिशील चिपचिपाहट)।
आंकडा 5 र 6 ले (0.025 wt.%, 0.05 wt.% र 0.1 wt.%) मा न्यानोफ्लुइडबाट बेस फ्लुइड (DW) को औसत ताप स्थानान्तरण विशेषताहरू देखाउँदछ।औसत ताप स्थानान्तरण गुणहरू जहिले पनि १ भन्दा बढी हुन्छन्, जसको मतलब गैर-कोभ्यालेन्ट (LNP-SDBS) र कोभ्यालेन्ट (LNP-COOH) न्यानोफ्लुइडहरूको ताप स्थानान्तरण गुणहरू आधार तरल पदार्थको तुलनामा बढाइन्छ।0.1 wt%-COOH@GNPs र 0.1 wt%-SDBS@GNPs ले क्रमशः सबैभन्दा कम र उच्चतम लाभ हासिल गर्यो।जब रेनल्ड्स नम्बर बढ्छ तरल पदार्थ मिश्रण र पाइप 1 मा अशांति को कारण, गर्मी स्थानान्तरण प्रदर्शन सुधार गर्दछ।सानो खाडलबाट तरल पदार्थ उच्च गतिमा पुग्छ, फलस्वरूप पातलो वेग/तातो सीमा तह हुन्छ, जसले ताप स्थानान्तरणको दर बढाउँछ।आधार तरल पदार्थमा थप न्यानोकणहरू थप्दा सकारात्मक र नकारात्मक दुवै परिणामहरू हुन सक्छन्।लाभकारी प्रभावहरूमा बढेको न्यानोपार्टिकल टक्करहरू, अनुकूल तरल पदार्थ थर्मल चालकता आवश्यकताहरू, र बढाइएको ताप स्थानान्तरण समावेश छ।
45° र 90° ट्यूबहरूको लागि रेनोल्ड्स नम्बरमा निर्भर गर्दै आधार तरलमा नानोफ्लुइडको ताप स्थानान्तरण गुणांक।
एकै समयमा, एक नकारात्मक प्रभाव नानोफ्लुइडको गतिशील चिपचिपापनमा वृद्धि हो, जसले नानोफ्लुइडको गतिशीलता कम गर्दछ, जसले गर्दा औसत Nusselt संख्या (Nuavg) लाई कम गर्दछ।न्यानोफ्लुइड्स (ZNP-SDBS@DW) र (ZNP-COOH@DW) को बढेको थर्मल चालकता ब्राउनियन गति र DW37 मा निलम्बित graphene न्यानो पार्टिकल्सको माइक्रो कन्भेक्सनको कारण हुनुपर्छ।nanofluid (ZNP-COOH@DV) को थर्मल चालकता nanofluid (ZNP-SDBS@DV) र आसुत पानी भन्दा उच्च छ।बेस फ्लुइडमा थप न्यानोमटेरियलहरू थप्दा तिनीहरूको थर्मल चालकता बढ्छ (तालिका 1) 38।
चित्र 7 ले आधारभूत तरल पदार्थ (DW) (f(NFs)/f(DW)) मास प्रतिशत (0.025%, 0.05% र 0.1%) सँग न्यानोफ्लुइडहरूको घर्षणको औसत गुणांकलाई चित्रण गर्दछ।औसत घर्षण गुणांक सधैं ≈1 हुन्छ, जसको अर्थ गैर-सहसंयोजक (GNF-SDBS@DW) र सहसंयोजक (GNF-COOH@DW) न्यानोफ्लुइडहरूमा आधार तरल पदार्थको समान घर्षण गुणांक हुन्छ।कम ठाउँ भएको ताप एक्सचेन्जरले बढी प्रवाह अवरोध सिर्जना गर्छ र प्रवाह घर्षण १ बढाउँछ।मूलतया, घर्षणको गुणांक नानोफ्लुइडको बढ्दो जन अंशको साथ थोरै बढ्छ।उच्च घर्षण घाटा नानोफ्लुइडको बढेको गतिशील चिपचिपाहट र आधार तरल पदार्थमा नानोग्राफीनको उच्च मास प्रतिशतको साथ सतहमा बढेको शियर तनावको कारणले हुन्छ।तालिका (1) ले देखाउँछ कि nanofluid (ZNP-SDBS@DV) को गतिशील चिपचिपाहट नानोफ्लुइड (ZNP-COOH@DV) भन्दा उही तौल प्रतिशतमा उच्च छ, जुन सतह प्रभावहरूको थपसँग सम्बन्धित छ।एक गैर सहसंयोजक nanofluid मा सक्रिय एजेन्ट।
अंजीर मा।8 ले बेस फ्लुइड (DW) (\(\frac{{\Delta P}_{NFs}}{{\Delta P}_{DW}}\))) (०.०२५%, ०.०५% र ०.१%) को तुलनामा नानोफ्लुइड देखाउँछ। )।नन-कोभ्यालेन्ट (GNPs-SDBS@DW) नानोफ्लुइडले उच्च औसत दबाव हानि देखाएको छ, र जन प्रतिशतमा ०.०२५% wt. को लागि २.०४%, ०.०५% wt को लागि २.४६% मा वृद्धि भएको छ।र 0.1% wt को लागि 3.44%।केस विस्तारको साथ (हेलिक्स कोण 45° र 90°)।यसैबीच, नानोफ्लुइड (GNPs-COOH@DW) ले कम औसत दबाव हानि देखायो, 1.31% बाट 0.025% wt मा बढ्दै।०.०५% wt मा १.६५% सम्म।0.05 wt.%-COOH@NP र 0.1 wt.%-COOH@NP को औसत दबाव हानि 1.65% हो।देख्न सकिन्छ, दबाब ड्रप सबै अवस्थामा बढ्दो Re संख्या संग बढ्छ।उच्च Re मानहरूमा बढेको दबाव ड्रप भोल्युम प्रवाहमा प्रत्यक्ष निर्भरता द्वारा संकेत गरिएको छ।त्यसकारण, ट्यूबमा उच्च रि नम्बरले उच्च दबाव ड्रप निम्त्याउँछ, जसको लागि पम्प शक्ति 39,40 मा वृद्धि आवश्यक छ।थप रूपमा, ठूला सतह क्षेत्रबाट उत्पन्न हुने एडीज र टर्ब्युलेन्सको उच्च तीव्रताका कारण दबाव हानि उच्च हुन्छ, जसले सीमा तह १ मा दबाब र जडता बलहरूको अन्तरक्रिया बढाउँछ।
सामान्यतया, गैर-सहसंयोजक (VNP-SDBS@DW) र सहसंयोजक (VNP-COOH@DW) न्यानोफ्लुइडहरूको लागि कार्यसम्पादन मूल्याङ्कन मापदण्ड (PEC) चित्रमा देखाइएको छ।9. Nanofluid (ZNP-SDBS@DV) ले दुवै अवस्थामा (ZNP-COOH@DV) भन्दा उच्च PEC मानहरू देखाएको छ (हेलिक्स कोण 45° र 90°) र यो मास अंश बढाएर सुधार गरिएको थियो, उदाहरणका लागि, 0.025 wt.%।1.17, 0.05 wt। % 1.19 र 0.1 wt। % 1.26 हो।यसैबीच, nanofluids (GNPs-COOH@DW) प्रयोग गर्ने PEC मानहरू 0.025 wt% को लागि 1.02, 0.05 wt% को लागि 1.05, 0.1 wt% को लागि 1.05 थिए।दुबै अवस्थामा (हेलिक्स कोण ४५° र ९०°)।१.०२।एक नियमको रूपमा, रेनल्ड्स संख्यामा वृद्धि संग, थर्मल-हाइड्रोलिक दक्षता उल्लेखनीय रूपमा घट्छ।रेनोल्ड्स संख्या बढ्दै जाँदा, थर्मल-हाइड्रोलिक दक्षता गुणांकमा कमी (NuNFs/NuDW) र (fNFs/fDW) मा कमीसँग व्यवस्थित रूपमा सम्बन्धित छ।
45° र 90° कोण भएका ट्यूबहरूका लागि रेनल्ड्स सङ्ख्याहरूमा आधारित आधार तरल पदार्थहरूको सन्दर्भमा नानोफ्लुइडहरूको हाइड्रोथर्मल गुणहरू।
यस खण्डले पानीको थर्मल गुणहरू (DW), गैर-सहसंयोजक (VNP-SDBS@DW), र कोभ्यालेन्ट (VNP-COOH@DW) नानोफ्लुइडहरू तीन फरक जन सांद्रता र रेनोल्ड्स संख्याहरूमा छलफल गर्दछ।औसत थर्मल-हाइड्रोलिक कार्यसम्पादन मूल्याङ्कन गर्न परम्परागत पाइपहरू (हेलिक्स कोण 45° र 90°) को सन्दर्भमा 7000 ≤ Re ≤ 17000 दायरामा दुई कुण्डलित बेल्ट ताप एक्सचेंजर ज्यामितिहरू विचार गरियो।अंजीर मा।१० ले साधारण पाइप (\(\frac{{{T}_{out}}_{Twisted}}{{ हेलिक्स कोण ४५° र ९०°)) प्रयोग गरेर आउटलेटमा पानी र न्यानोफ्लुइडको तापक्रम देखाउँछ। {T} _{आउट}__{नियमित}}\))।गैर-सहसंयोजक (GNP-SDBS@DW) र सहसंयोजक (GNP-COOH@DW) न्यानोफ्लुइडहरूमा 0.025 wt%, 0.05 wt% र 0.1 wt% जस्ता तीन फरक वजन अंशहरू हुन्छन्।अंजीर मा देखाइएको छ।11, आउटलेट तापक्रमको औसत मान (\(\frac{{{T}_{out}}_{Twisted}}{{{T}_{out}}_{Plain}}\))) > १, (45° र 90° हेलिक्स कोण) ताप एक्सचेन्जरको आउटलेटमा तापक्रम परम्परागत पाइपको भन्दा बढी महत्त्वपूर्ण छ, तरल पदार्थको राम्रो मिश्रणको कारणले गर्दा टरब्युलेन्सको तीव्रता बढी हुन्छ।थप रूपमा, DW को आउटलेटमा तापमान, गैर-कोभ्यालेन्ट र covalent nanofluids बढ्दो रेनल्ड्स संख्या संग घट्यो।आधार तरल पदार्थ (DW) मा उच्चतम औसत आउटलेट तापमान छ।यसैबीच, न्यूनतम मानले ०.१ wt%-SDBS@GNPs लाई जनाउँछ।गैर-कोभ्यालेन्ट (GNPs-SDBS@DW) न्यानोफ्लुइडहरूले सहसंयोजक (GNPs-COOH@DW) नानोफ्लुइडहरूको तुलनामा कम औसत आउटलेट तापमान देखायो।ट्विस्टेड टेपले फ्लो फिल्डलाई थप मिश्रित बनाइदिएको हुनाले, नजिकको भित्ताको ताप प्रवाहले तरल पदार्थबाट सजिलैसँग पार गर्न सक्छ, समग्र तापक्रम बढाउँछ।कम ट्विस्ट-टू-टेप अनुपातले राम्रो प्रवेशको परिणाम दिन्छ र त्यसैले राम्रो ताप स्थानान्तरण हुन्छ।अर्कोतर्फ, यो देख्न सकिन्छ कि घुमाइएको टेपले भित्ताको बिरूद्ध कम तापक्रम कायम राख्छ, जसले बारीमा Nuavg बढाउँछ।ट्विस्टेड टेप इन्सर्टहरूको लागि, उच्च Nuavg मानले ट्यूब२२ भित्र सुधारिएको संवहनी ताप स्थानान्तरणलाई संकेत गर्छ।बढेको प्रवाह मार्ग र अतिरिक्त मिश्रण र अशान्तिको कारण, निवास समय बढ्छ, आउटलेटमा तरलको तापक्रममा वृद्धि हुन्छ।
परम्परागत ट्यूबहरू (४५° र ९०° हेलिक्स कोण) को आउटलेट तापक्रमसँग सापेक्ष विभिन्न न्यानोफ्लुइडहरूको रेनोल्ड्स सङ्ख्या।
गर्मी स्थानान्तरण गुणांक (45° र 90° हेलिक्स कोण) बनाम रेनल्ड्स संख्याहरू पारंपरिक ट्यूबहरूको तुलनामा विभिन्न न्यानोफ्लुइडहरूका लागि।
परिष्कृत कुण्डलित टेप ताप स्थानान्तरणको मुख्य संयन्त्र निम्नानुसार छ: 1. ताप विनिमय ट्यूबको हाइड्रोलिक व्यास घटाउँदा प्रवाह वेग र वक्रतामा वृद्धि हुन्छ, जसले भित्तामा शियर तनाव बढाउँछ र माध्यमिक आन्दोलनलाई बढावा दिन्छ।2. घुमाउरो टेपको अवरोधका कारण, पाइपको पर्खालमा गति बढ्छ, र सीमा तहको मोटाई घट्छ।3. घुमाइएको बेल्ट पछाडि सर्पिल प्रवाह गति मा वृद्धि हुन्छ।4. प्रेरित भोर्टिसेसले प्रवाहको मध्य र नजिकको पर्खाल क्षेत्रहरू बीचको तरल पदार्थको मिश्रणलाई सुधार गर्छ।अंजीर मा।11 र अंजीर।12 ले DW र nanofluids को ताप स्थानान्तरण गुणहरू देखाउँछ, उदाहरणका लागि (ताप स्थानान्तरण गुणांक र औसत Nusselt नम्बर) पारंपरिक ट्यूबहरूको तुलनामा ट्विस्टेड टेप इन्सर्सन ट्यूबहरू प्रयोग गरेर औसतको रूपमा।गैर-सहसंयोजक (GNP-SDBS@DW) र सहसंयोजक (GNP-COOH@DW) न्यानोफ्लुइडहरूमा 0.025 wt%, 0.05 wt% र 0.1 wt% जस्ता तीन फरक वजन अंशहरू हुन्छन्।दुबै ताप एक्सचेंजरहरूमा (45° र 90° हेलिक्स कोण) औसत ताप स्थानान्तरण कार्यसम्पादन > 1 हो, पारंपरिक ट्युबको तुलनामा कुंडलित ट्युबहरूसँग ताप स्थानान्तरण गुणांक र औसत Nusselt सङ्ख्यामा सुधार देखाउँछ।गैर-सहसंयोजक (GNPs-SDBS@DW) न्यानोफ्लुइडहरूले सहसंयोजक (GNPs-COOH@DW) नानोफ्लुइडहरू भन्दा उच्च औसत ताप स्थानान्तरण सुधार देखाए।Re = 900 मा, तातो स्थानान्तरण कार्यसम्पादनमा 0.1 wt% सुधार - SDBS@GNPs दुई ताप एक्सचेंजरहरू (45° र 90° हेलिक्स कोण) को लागि 1.90 को मानको साथ उच्चतम थियो।यसको मतलब यो हो कि कम तरल गति (रेनोल्ड्स नम्बर) 43 र बढ्दो अशान्ति तीव्रतामा समान TP प्रभाव बढी महत्त्वपूर्ण छ।धेरै भोर्टिसहरूको परिचयको कारणले, ताप स्थानान्तरण गुणांक र टीटी ट्यूबहरूको औसत नसेल्ट संख्या परम्परागत ट्यूबहरू भन्दा बढी हुन्छ, परिणामस्वरूप पातलो सीमा तह हुन्छ।के HP को उपस्थितिले टर्ब्युलेन्सको तीव्रता बढाउँछ, काम गर्ने तरल प्रवाहको मिश्रण र बेस पाइपहरूको तुलनामा बढेको तातो स्थानान्तरण (ट्विस्टेड-ट्विस्टेड टेप सम्मिलित नगरी) 21।
औसत Nusselt संख्या (हेलिक्स कोण 45° र 90°) बनाम रेनोल्ड्स संख्या पारंपरिक ट्यूब को तुलना मा विभिन्न nanofluids को लागी।
13 र 14 ले घर्षण (\(\frac{{f}_{Twisted}}{{f}_{Plain}}\)) र दबाव हानि (\(\frac{{\Delta P}) को औसत गुणांक देखाउँछ। DW nanofluids, (GNPs-SDBS@DW) र (GNPs-COOH@DW) आयन एक्सचेंजर प्रयोग गर्ने परम्परागत पाइपहरूको लागि लगभग 45° र 90° _ {ट्विस्टेड}}{{\Delta P}_{Plain}}\}} ( 0.025 wt %, 0.05 wt % र 0.1 wt %)। { {f}_{Plain} }\)) र दबाव हानि (\(\frac{{ \Delta P}_{Twisted}}{{\Delta P __{Plain}}\}) घट्छ। केसहरू, कम रेनल्ड्स नम्बरहरूमा घर्षण गुणांक र दबाव हानि बढी हुन्छ। औसत घर्षण गुणांक र दबाव हानि 3.78 र 3.12 बीचको हुन्छ औसत घर्षण गुणांक र दबाव हानि (45° हेलिक्स) कोण र 90°) ताप एक्सचेन्जरको लागत परम्परागत पाइपहरू भन्दा तीन गुणा बढी हुन्छ। साथै, काम गर्ने तरल पदार्थ उच्च गतिमा बग्दा घर्षणको गुणांक घट्छ। समस्या उत्पन्न हुन्छ किनभने रेनोल्ड्स संख्या बढ्दै जाँदा, सीमा तहको मोटाई। घट्छ, जसले प्रभावित क्षेत्रमा गतिशील चिपचिपापनको प्रभावमा कमी निम्त्याउँछ, वेग ढाँचामा कमी र शियर तनाव र फलस्वरूप, घर्षणको गुणांकमा कमी हुन्छ।TT को उपस्थितिको कारणले सुधारिएको अवरुद्ध प्रभाव र बढ्दो घुमाउरो परिणामले आधार पाइपहरूको तुलनामा विषम TT पाइपहरूको लागि उल्लेखनीय रूपमा उच्च दबाव हानि गर्दछ।थप रूपमा, आधार पाइप र टीटी पाइप दुवैको लागि, यो देख्न सकिन्छ कि काम गर्ने तरल पदार्थको गतिको साथ दबाव ड्रप बढ्छ।
घर्षण को गुणांक (45° र 90° हेलिक्स कोण) बनाम रेनोल्ड्स संख्या पारंपरिक ट्यूब को तुलना मा विभिन्न nanofluids को लागी।
परम्परागत ट्यूबको सापेक्ष विभिन्न नानोफ्लुइडहरूका लागि रेनल्ड्स नम्बरको कार्यको रूपमा दबाव हानि (45° र 90° हेलिक्स कोण)।
सारांशमा, चित्र 15 ले सादा ट्युबहरू (\(\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}}) को तुलनामा ४५° र ९०° कोण भएका ताप एक्सचेन्जरहरूको लागि प्रदर्शन मूल्याङ्कन मापदण्ड (PEC) देखाउँछ। )) मा (0.025 wt.%, 0.05 wt.% र 0.1 wt.%) DV, (VNP-SDBS@DV) र सहसंयोजक (VNP-COOH@DV) न्यानोफ्लुइडहरू प्रयोग गरेर।ताप एक्सचेन्जरमा मान (\(\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}\)) > 1 दुवै अवस्थामा (45° र 90° हेलिक्स कोण)।थप रूपमा, (\(\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}\)) Re = ११,००० मा यसको उत्कृष्ट मूल्य पुग्छ।90° ताप एक्सचेन्जरले 45° ताप एक्सचेन्जरको तुलनामा (\ (\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}\)) मा थोरै वृद्धि देखाउँछ।, Re = 11,000 0.1 wt%-GNPs@SDBS ले उच्च (\(\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}\)) मानहरू प्रतिनिधित्व गर्दछ, उदाहरणका लागि 1.25 45° ताप एक्सचेंजर कुनाको लागि र 1.27 90° कुना ताप एक्सचेंजरको लागि।यो द्रव्यमान अंशको सबै प्रतिशतमा एक भन्दा ठूलो हुन्छ, जसले ट्विस्टेड टेप इन्सर्ट भएका पाइपहरू परम्परागत पाइपहरूभन्दा उत्कृष्ट हुन्छन् भन्ने संकेत गर्छ।उल्लेखनीय रूपमा, टेप इन्सर्टहरूद्वारा प्रदान गरिएको सुधारिएको ताप स्थानान्तरणले घर्षण हानिमा उल्लेखनीय वृद्धि भएको छ।
परम्परागत ट्यूबहरू (45° र 90° हेलिक्स कोण) को सम्बन्धमा विभिन्न नानोफ्लुइडहरूको रेनोल्ड्स संख्याको लागि दक्षता मापदण्ड।
परिशिष्ट A ले DW, 0.1 wt%-GNP-SDBS@DW र 0.1 wt%-GNP-COOH@DW प्रयोग गरेर Re = 7000 मा 45° र 90° ताप एक्सचेन्जरहरूको लागि स्ट्रिमलाइनहरू देखाउँछ।ट्रान्सभर्स प्लेनमा स्ट्रिमलाइनहरू मुख्य प्रवाहमा ट्विस्टेड रिबन इन्सर्टहरूको प्रभावको सबैभन्दा उल्लेखनीय विशेषता हो।45° र 90° ताप एक्सचेन्जरहरूको प्रयोगले नजिकको पर्खाल क्षेत्रमा गति लगभग उस्तै रहेको देखाउँछ।यसैबीच, परिशिष्ट B ले DW, 0.1 wt%-GNP-SDBS@DW र 0.1 wt%-GNP-COOH@DW प्रयोग गरेर Re = 7000 मा 45° र 90° हीट एक्सचेन्जरहरूको वेगको रूपरेखा देखाउँछ।वेग लूपहरू तीन फरक स्थानहरू (स्लाइसहरू) मा छन्, उदाहरणका लागि, Plain-1 (P1 = −30mm), Plain-4 (P4 = 60mm) र Plain-7 (P7 = 150mm)।पाइप पर्खाल नजिक प्रवाह वेग सबैभन्दा कम छ र तरल गति पाइप को केन्द्र तिर बढ्छ।थप रूपमा, हावा नलीबाट गुज्र्दा, पर्खाल नजिकको कम वेगको क्षेत्र बढ्छ।यो हाइड्रोडायनामिक सीमा तहको वृद्धिको कारण हो, जसले पर्खाल नजिकको कम-वेग क्षेत्रको मोटाई बढाउँछ।थप रूपमा, रेनोल्ड्स संख्या बढाउँदा सबै क्रस खण्डहरूमा समग्र वेग स्तर बढ्छ, जसले गर्दा च्यानल 39 मा कम वेग क्षेत्रको मोटाई घटाउँछ।
45° र 90° को हेलिक्स कोणको साथ ट्विस्टेड टेप इन्सर्टहरूमा सहसंयोजक र गैर-सहसंयोजक रूपमा कार्यात्मक ग्राफिन नानोसिटहरू मूल्याङ्कन गरियो।7000 ≤ Re ≤ 17000 मा SST के-ओमेगा टर्ब्युलेन्स मोडेल प्रयोग गरेर तातो एक्सचेन्जरलाई संख्यात्मक रूपमा समाधान गरिन्छ। थर्मोफिजिकल गुणहरू टिन = 308 K मा गणना गरिन्छ। एकै साथ ट्विस्टेड ट्यूब भित्तालाई 330 के स्थिर तापक्रममा तातो पार्नुहोस्। उदाहरणका लागि (०.०२५ wt.%, ०.०५ wt.% र ०.१ wt.%) तीन द्रव्यमान मात्रामा पातलो गरिएको थियो।हालको अध्ययनले छवटा मुख्य कारकहरूलाई विचार गर्‍यो: आउटलेट तापक्रम, तातो स्थानान्तरण गुणांक, औसत नसेल्ट संख्या, घर्षणको गुणांक, दबाव हानि, र कार्यसम्पादन मूल्याङ्कन मापदण्ड।यहाँ मुख्य निष्कर्षहरू छन्:
औसत आउटलेट तापक्रम (\({{T}_{out}}_{Nanofluids}\)/\({{T}_{out}}_{Basefluid}\))) जहिले पनि १ भन्दा कम हुन्छ, जसको अर्थ हो गैर-स्प्रेड भ्यालेन्स (ZNP-SDBS@DV) र कोभ्यालेन्ट (ZNP-COOH@DV) नानोफ्लुइडको आउटलेट तापक्रम आधार तरलको भन्दा कम छ।यसै बीच, औसत आउटलेट तापमान (\({{T}_{out}}_{Twisted}\)\)/\({{T}_{out}}_{Plain}\)) मान > 1, संकेत गर्दै तथ्य के हो भने (४५° र ९०° हेलिक्स कोण) आउटलेटको तापक्रम परम्परागत ट्युबको तुलनामा बढी हुन्छ।
दुबै अवस्थामा, ताप स्थानान्तरण गुणहरू (नानोफ्लुइड/आधार तरल पदार्थ) र (ट्विस्टेड ट्यूब/सामान्य ट्यूब) को औसत मानहरू सधैँ >1 देखाउँछन्।नन-कोभ्यालेन्ट (GNPs-SDBS@DW) नानोफ्लुइडहरूले सहसंयोजक (GNPs-COOH@DW) न्यानोफ्लुइडहरूसँग सम्बन्धित ताप स्थानान्तरणमा उच्च औसत वृद्धि देखाएको छ।
नन-कोभ्यालेन्ट (VNP-SDBS@DW) र सहसंयोजक (VNP-COOH@DW) न्यानोफ्लुइडहरूको औसत घर्षण गुणांक (\({f}_{Nanofluids}/{f}_{Basefluid}\)) सधैँ ≈1 हुन्छ। ।गैर-सहसंयोजक (ZNP-SDBS@DV) र सहसंयोजक (ZNP-COOH@DV) न्यानोफ्लुइड्स (\({f}_{Twisted}/{f}_{Plain}\))) को घर्षण सधैं > 3।
दुबै अवस्थामा (45° र 90° हेलिक्स कोण), न्यानोफ्लुइडहरू (GNPs-SDBS@DW) उच्च देखाइयो (\({\Delta P}_{Nanofluids}/{\Delta P}_{Basefluid}\)) 0.025 wt.% 2.04% को लागि, 0.05 wt.% 2.46% को लागि र 0.1 wt.% 3.44% को लागि।यसैबीच, (GNPs-COOH@DW) nanofluids ०.०२५ wt.% देखि १.६५% ०.०५ को लागि १.३१% बाट (\({\Delta P}_{Nanofluids}/{\Delta P}_{Basefluid}\)) देखाइएको छ। वजन द्वारा %।यसको अतिरिक्त, गैर-सहसंयोजक (GNPs-SDBS@DW) र सहसंयोजक (GNPs-COOH@DW) को औसत दबाव हानि (\({\Delta P}_{Twisted}/{\Delta P}_{Plain}\) ))) nanofluids सधैं >3।
दुवै अवस्थामा (45° र 90° हेलिक्स कोण), nanofluids (GNPs-SDBS@DW) ले उच्च देखाएको छ (\({PEC}_{Nanofluids}/{PEC} _{Basefluid}\)) @DW मान) , जस्तै 0.025 wt.% - 1.17, 0.05 wt.% - 1.19, 0.1 wt.% - 1.26।यस अवस्थामा, (GNPs-COOH@DW) nanofluids प्रयोग गर्ने (\({PEC}_{Nanofluids}/{PEC}_{Basefluid}\)) को मानहरू 0.025 wt.% को लागि 1.02, 0 को लागि 1.05 छन्। , 05 wt।% र 1.02 वजन द्वारा 0.1% हो।थप रूपमा, Re = 11,000 मा, 0.1 wt%-GNPs@SDBS ले उच्च मानहरू देखायो (\({PEC}_{Twisted}/{PEC}_{Plain}\))), जस्तै 1.25 को लागि 45° हेलिक्स कोण र 90° हेलिक्स कोण 1.27।
Thianpong, C. et al।ताप एक्सचेन्जरमा नानोफ्लुइड टाइटेनियम डाइअक्साइड/पानी प्रवाहको बहुउद्देश्यीय अप्टिमाइजेसन, डेल्टा पखेटाहरूसँग ट्विस्टेड टेप इन्सर्टहरूद्वारा परिष्कृत।आन्तरिक जे तातो।विज्ञान।१७२, १०७३१८ (२०२२)।
Langerudi, HG र Jawaerde, C. ठेठ र V-आकारको ट्विस्टेड टेपहरूसँग सम्मिलित बेलोमा गैर-न्यूटोनियन तरल पदार्थको प्रवाहको प्रयोगात्मक अध्ययन।ताप र मास ट्रान्सफर ५५, ९३७–९५१ (२०१९)।
डोङ, एक्स एट अल।सर्पिल-ट्विस्टेड ट्युबुलर ताप एक्सचेंजर [J] को ताप स्थानान्तरण विशेषताहरू र प्रवाह प्रतिरोधको प्रयोगात्मक अध्ययन।आवेदन तापमान।परियोजना।१७६, ११५३९७ (२०२०)।
Yongsiri, K., Eiamsa-Ard, P., Wongcharee, K. र Eiamsa-Ard, SJCS तिरछा छुट्याउने पखेटाको साथ अशान्त च्यानल प्रवाहमा सुधारिएको ताप स्थानान्तरण।सामयिक अनुसन्धान।तापमान।परियोजना।३, १–१० (२०१४)।