Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2025
Ключевые слова: nano uid, thermohydraulic e ciency, heat transfer, carbon nanotubes, наножидкость, теплогидравлическая эффективность, теплоотдача, углеродные нанотрубки
Аннотация: Исследована интенсификация конвективного теплообмена наножидкостями на основе изопропилового спирта и этиленгликоля с углеродными нанотрубками в цилиндрическом канале с тепловым потоком постоянной плотности на стенке канала. Экспериментально установлено, что указанные наножидкости псевдопластические и поэтому их реология хорошо опиПоказать полностьюсывается моделью степенной жидкости. Показано, что скорость течения такой наножидкости в области стенки канала увеличена и профиль скорости этого течения уплощен. Указанный эффект усиливается с увеличением концентрации углеродных нанотрубок в наножидкости. Установлено, что деформация профиля скорости течения наножидкости приводит к увеличению ее коэффициента теплоотдачи, что является одним из механизмов интенсификации конвективного теплообмена наножидкостями с углеродными нанотрубками. Увеличение коэффициента теплоотдачи наножидкости по сравнению с коэффициентом теплоотдачи ее базовой жидкости особенно велико для наножидкостей с одностенными углеродными нанотрубками. При их концентрации 0.25% в наножидкости на основе изопропилового спирта теплоотдача наножидкости в 2.7 раза выше теплоотдачи базовой жидкости и коэффициент теплогидравлической эффективности течения наножидкости при малых числах Рейнольдса может достичь 3.5. The intensi acation of convective heat transfer by nano uids based on isopropyl alcohol and ethylene glycol with carbon nanotubes in a cylindrical channel with a heat ow of constant density at the channel wall was investigated. It was established experimentally that the indicated nano uids are pseudoelastic and, therefore, their rheology is well de ned by the model of a power-law uid. It is shown that the velocity of ow of such a nano uid in the region of the channel wall is increased, and the velocity pro le of this ow is attened. The indicated e ect enhances with increase in the concentration of carbon nanotubes in the nano uid. It was established that the deformation of the velocity pro le of the nano uid leads to an increase in its heat transfer coe cient, which is one of the mechanisms of intensi cation of convective heat transfer by nano uids with carbon nanotubes. The increase in the heat transfer coe cient of a nano uid, as compared to that of its base uid, is especially large for the nano uids with single-walled carbon nanotubes. In the case of their concentration 0.25% in a nano uid based on isopropyl alcohol, the heat transfer by the nano uid is larger by 2.7 times that the heat transfer by its base uid, and the coe cient of thermohydraulic e ciency of the nano uid ow at small Reynolds numbers can reach 3.5.
Журнал: Инженерно-физический журнал
Выпуск журнала: Т.98, №2
Номера страниц: 420-432
ISSN журнала: 00210285
Место издания: Минск
Издатель: Институт тепло- и массообмена им. А. В. Лыкова НАН Беларуси