Wpływ dodatku nanocząstek do medium grzewczego na współczynnik wnikania ciepła w parowaczu płytowym

• Autorzy: Wlaźlak A.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono rezultaty symulacji pracy parowacza płytowego, w którym zastosowano nanociecze (woda - Cu, woda - Al₂ O₃ i woda - TiO₂) o stężeniach 0-5% w celu poprawy efektywności wnikania ciepła po stronie medium grzewczego. Do obliczeń wymienników ciepła wykorzystano równania opisujące własności wybranych nanocieczy. Analizie poddano liczbę płyt wymiennika wymaganą do osiągniecia założonej mocy, zmianę przewodności cieplnej nanocieczy, zależność liczby Prandtla od stężenia zastosowanych nanoczastek oraz wymaganą moc pompy. Otrzymane wyniki wskazują na 15% poprawę współczynnika wnikania ciepła po stronie nośnika ciepła oraz 28% spadek wymaganej mocy pompy, co prowadzi do zmniejszenia gabarytów wymiennika oraz obniżenia zużycia energii.

Słowa kluczowe

PL

nanociecze; medium grzewcze; wymiennik ciepła

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Zeszyty Energetyczne
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 3
• Strony: 13--22
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wlaźlak A.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczno-Energetyczny, Katedra Termodynamiki, Teorii Maszyn i Urządzeń Cieplnych

Bibliografia

• [1] Das S.K., Choi S., Yu W., Pradeep T., Nanofluids: Science and Technology, Wiley Interscience, 2007.
• [2] Lee J.H., Hwang K.S. i in., Effective viscosities and thermal conductivities of aqueous nanofluids containing low volume concentrations of Al2O3 nanoparticles, Int. Journal of Heat and Mass Transfer, 51(11-12), 2651-2656, 2008.
• [3] Li C.H., Peterson G.P., The effect of particle size on the effective thermal conductivity of Al2O3 - water nanofluids, Journal of Applied Physics, 101(4), 2007.
• [4] Liu M.S., Lin M.C.C., Tsai C.Y., Wang C.C., Enhancement of thermal conductivity with Cu for nanofluids using chemical reduction method, Int. Journal of Heat and Mass Transfer, 49(17-18), 3028-3033, 2006.
• [5] Sinha K., Kavlicoglu B., Liu Y., Gordaninejad F., Graeve O.A., A comparative study of thermal behavior of iron and copper nanofluids, Journal of Applied Physics, 106(6), 2009.
• [6] Yiamsawasd T., Dalkilic A.S., Wongwises S., Measurement of the thermal conductivity of titania and alumina nanofluids, Thermochimica Acta, 545, 48-56, 2012.
• [7] Azizian M.R., Aybar H., Okutucu T., Effect of nanoconvection due to Brownian motion on thermal conductivity of nanofluids, Proceedings of the 7th IASME / WSEAS International Conference on Heat Transfer, Thermal Engineering and Environment, HTE ’09, 53-56, 2009.
• [8] Shukla K.N., Koller T.M., Rausch M.H., Fröba A.P., Effective thermal conductivity of nanofluids - A new model taking into consideration Brownian motion Int. Journal of Heat and Mass Transfer, 99, 532-540, 2016.
• [9] Jang S.P., Choi S.U.S., Role of Brownian motion in the enhanced thermal conductivity of nanofluids Applied Physics Letters, 84(21), 4316-4318, 2004.
• [10] Leong K.C., Yang C., Murshed S.M.S., A model for the thermal conductivity of nanofluids - The effect of interfacial layer Journal of Nanoparticle Research, 8(2), 245-254, 2006.
• [11] Yu W., Choi S.U.S., The role of interfacial layers in the enhanced thermal conductivity of nanofluids: A renovated Maxwell model Journal of Nanoparticle Research, 5(1-2), 167-171, 2004.
• [12] Gao J.W., Zheng R.T., Ohtani H., Zhu D.S., Chen G., Experimental investigation of heat conduction mechanisms in nanofluids. Clue on clustering. Nano Letters, 9(12), 4128-32, 2009.
• [13] Evans W., Fish J., Keblinski P., Role of Brownian motion hydrodynamics on nanofluid thermal conductivity. Applied Physics Letters, 88V(9), 2004-2007, 2004.
• [14] Pantzali M.N., Mouza A.A., Paras S.V., Investigating the efficacy of nanofluids as coolants in plate heat exchangers (PHE) Chemical Engineering Science, 64(14), 3290-3300, 2009.
• [15] Kumar V., Tiwari A.K., Ghosh S.K., Application of nanofluids in plate heat exchanger: A review Energy Conversion and Management, 105, 1017-1036, 2015.
• [16] Stogiannis I.A., Mouza A.A., Paras S.V., Efficacy of SiO2 nanofluids in a miniature plate heat exchanger with undulated surfacelnt. Journal of Thermal Sciences, 92, 230-238, 2015.
• [17] Cengel Y.A., Heat Transfer: A Practical Approach, 2nd ed. McGraw-Hill, 2002.
• [18] Niezgoda-Zelasko B., Zalewski W., Chłodnicze i klimatyzacyjne wymienniki ciepła. Obliczenia Cieplne Politechnika Krakowska, 2012.
• [19] Ray D.R., Das D.K., Vajjha R.S., Experimental and numerical investigations of nanofluids performance in a compact minichannel plate heat exchanger, Int. Journal of Heat and Mass Transfer, 71, 732-746, 2014.
• [20] Bell I.H., Wronski J., Quoilin S., Lemort V., Pure and Pseudo-pure Fluid Thermophysical Property Evaluation and the Open-Source Thermophysical Property Library CoolProp, Industrial and Engineering Chemistry Research, 53(6), 2498-2508, 2014.
• [21] Farajollahi B., Etemad S.G., Hojjat M., Heat transfer of nanofluids in a shell and tube heat exchanger Int. Journal of Heat and Mass Transfer, 53(1-3), 12-17, 2014.
• [22] Serebryakova M.A., Dimov S.V., Bardakhanov S.P., Novopashin S.A., Thermal conductivity, viscosity and rheology of a suspension based on Al2O3 nanoparticles and mixture of 90% ethylene glycol and 10% water, Int. Journal of Heat and Mass Transfer, 83, 187-191, 2015.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).