304 මල නොබැඳෙන වානේ දඟර නල රසායනික සංරචකය, ටර්බියුලේටර් සහිත වටකුරු නලවල සහසංයුජ සහ සහසංයුජ නොවන ක්‍රියාකාරී ග්‍රැෆීන් නැනෝෂීට් වල තාප ගතික විශ්ලේෂණය

Nature.com වෙත පිවිසීම ගැන ඔබට ස්තුතියි.ඔබ සීමිත CSS සහය ඇති බ්‍රවුසර අනුවාදයක් භාවිතා කරයි.හොඳම අත්දැකීම සඳහා, ඔබ යාවත්කාලීන කළ බ්‍රවුසරයක් භාවිතා කරන ලෙස අපි නිර්දේශ කරමු (නැතහොත් Internet Explorer හි අනුකූලතා ප්‍රකාරය අක්‍රිය කරන්න).ඊට අමතරව, අඛණ්ඩ සහාය සහතික කිරීම සඳහා, අපි විලාසිතා සහ JavaScript නොමැතිව වෙබ් අඩවිය පෙන්වමු.
එක් ස්ලයිඩයකට ලිපි තුනක් පෙන්වන ස්ලයිඩර්.ස්ලයිඩ හරහා ගමන් කිරීමට පසුපස සහ ඊළඟ බොත්තම් භාවිතා කරන්න, එක් එක් විනිවිදක හරහා ගමන් කිරීමට අවසානයේ ඇති ස්ලයිඩ පාලක බොත්තම් භාවිතා කරන්න.

304 චීනයේ 10*1mm මල නොබැඳෙන වානේ දඟර නල

ප්රමාණය: අඟල් 3/4, අඟල් 1/2, අඟල් 1, අඟල් 3, අඟල් 2

ඒකක නල දිග: මීටර් 6

වානේ ශ්‍රේණිය: 201, 304 සහ 316

ශ්‍රේණිය: 201, 202, 304, 316, 304L, 316 L,

ද්රව්ය: මල නොබැඳෙන වානේ

තත්ත්වය: අලුත්

සහසංයුජ සහ සහසංයුජ නොවන නැනෝ ද්‍රව්‍ය 45° සහ 90° හීලික්ස් කෝණ සහිත ඇඹරුණු ටේප් ඇතුළු කිරීම් සහිත වටකුරු නලවල පරීක්‍ෂා කරන ලදී.Reynolds අංකය 7000 ≤ Re ≤ 17000, තාප භෞතික ගුණාංග 308 K දී ඇගයීමට ලක් කරන ලදී. භෞතික ආකෘතිය පරාමිති දෙකක කැළඹිලි සහිත දුස්ස්රාවීතා ආකෘතියක් (SST k-omega turbulence) භාවිතයෙන් සංඛ්යාත්මකව විසඳනු ලැබේ.ZNP-SDBS@DV සහ ZNP-COOH@DV නැනෝ තරලවල සාන්ද්‍රණය (0.025 wt.%, 0.05 wt.%, සහ 0.1 wt.%) කාර්යයේදී සලකා බලන ලදී.ඇඹරුණු නල වල බිත්ති 330 K ක නියත උෂ්ණත්වයකදී රත් කරනු ලැබේ. වත්මන් අධ්‍යයනයේ දී පරාමිති හයක් සලකා බලන ලදී: පිටවන උෂ්ණත්වය, තාප සංක්‍රමණ සංගුණකය, සාමාන්‍ය Nusselt අංකය, ඝර්ෂණ සංගුණකය, පීඩන අලාභය සහ කාර්ය සාධනය ඇගයීමේ නිර්ණායක.අවස්ථා දෙකේදීම (හීලික්ස් කෝණය 45° සහ 90°), ZNP-SDBS@DV නැනෝ තරලය ZNP-COOH@DV ට වඩා ඉහළ තාප-හයිඩ්‍රොලික් ලක්ෂණ පෙන්නුම් කළ අතර, ස්කන්ධ භාගය වැඩි වීමත් සමඟ එය වැඩි විය, උදාහරණයක් ලෙස, 0.025 wt., සහ 0.05 wt.1.19 වේ.% සහ 1.26 - 0.1 wt.%.අවස්ථා දෙකේදීම (හීලික්ස් කෝණය 45 ° සහ 90 °), GNP-COOH@DW භාවිතා කරන විට තාප ගතික ලක්ෂණ වල අගයන් 0.025% wt සඳහා 1.02, 0.05% wt සඳහා 1.05 වේ.සහ 0.1% wt සඳහා 1.02.
තාපන හුවමාරුකාරකය යනු තාප ගතික උපාංගයකි 1 සිසිලන සහ තාපන මෙහෙයුම් වලදී තාපය මාරු කිරීම සඳහා භාවිතා කරයි.තාපන හුවමාරුකාරකයේ තාප-හයිඩ්රොලික් ගුණාංග තාප සංක්රාමණ සංගුණකය වැඩිදියුණු කිරීම සහ වැඩ කරන තරලයේ ප්රතිරෝධය අඩු කරයි.කැළඹිලි වර්ධක 2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 සහ nanofluids12,13,14,15 ඇතුළුව තාප හුවමාරුව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ක්‍රම කිහිපයක් සංවර්ධනය කර ඇත.නඩත්තු කිරීමේ පහසුව සහ අඩු පිරිවැය හේතුවෙන් තාප හුවමාරුවෙහි තාප හුවමාරුව වැඩිදියුණු කිරීම සඳහා විකෘති පටි ඇතුළත් කිරීම වඩාත් සාර්ථක ක්‍රමයකි.
පර්යේෂණාත්මක සහ ගණනය කිරීමේ අධ්‍යයන මාලාවක, නැනෝ තරල මිශ්‍රණවල ජල තාප ගුණ සහ විකෘති ටේප් ඇතුළු කිරීම් සහිත තාප හුවමාරුකාරක අධ්‍යයනය කරන ලදී.පර්යේෂණාත්මක කාර්යයකදී, විවිධ ලෝහමය නැනෝ ද්‍රව්‍ය තුනක (Ag@DW, Fe@DW සහ Cu@DW) ජල තාප ගුණයන් ඉඳිකටු ඇඹරුනු ටේප් (STT) තාප හුවමාරුවකින් අධ්‍යයනය කරන ලදී17.මූලික පයිප්ප සමඟ සසඳන විට, STT හි තාප හුවමාරු සංගුණකය 11% සහ 67% කින් වැඩි දියුණු වේ.SST පිරිසැලසුම α = β = 0.33 පරාමිතිය සමඟ කාර්යක්ෂමතාවය අනුව ආර්ථික දෘෂ්ටි කෝණයකින් හොඳම වේ.මීට අමතරව, n හි 18.2% වැඩිවීමක් Ag@DW සමඟ නිරීක්ෂණය කරන ලදී, නමුත් පීඩන පාඩුවේ උපරිම වැඩිවීම 8.5% ක් පමණි.බලහත්කාර සංවහනය සමඟ Al2O3@DW නැනෝ ද්‍රවයේ කැළඹිලි සහිත ප්‍රවාහයන් භාවිතයෙන් දඟර සහිත ටර්බියුලේටර් සහිත සහ රහිත සංකේන්ද්‍රික පයිප්පවල තාප හුවමාරුව සහ පීඩනය නැතිවීමේ භෞතික ක්‍රියාවලීන් අධ්‍යයනය කරන ලදී.උපරිම සාමාන්‍ය Nusselt අංකය (Nuavg) සහ පීඩන අලාභය Re = 20,000 දී නිරීක්ෂණය කරනු ලබන්නේ දඟර තාරතාව = 25 mm සහ Al2O3@DW නැනෝ තරලය 1.6 vol.% විටය.ඩබ්ලිව්සී ඇතුළු කිරීම් සහිත රවුම් නල හරහා ගලා යන ග්‍රැෆීන් ඔක්සයිඩ් නැනෝෆ්ලුයිඩ් (GO@DW) හි තාප හුවමාරුව සහ පීඩන අලාභ ලක්ෂණ අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා රසායනාගාර අධ්‍යයනයන් ද සිදු කර ඇත.ප්රතිඵල පෙන්නුම් කළේ 0.12 vol%-GO@DW සංවහන තාප හුවමාරු සංගුණකය 77% කින් පමණ වැඩි කර ඇති බවයි.තවත් පර්යේෂණාත්මක අධ්‍යයනයක දී, ඇඹරුණු ටේප් ඇතුළු කිරීම් 20 සවි කර ඇති ඩිම්ප්ල්ඩ් ටියුබ්වල තාප-හයිඩ්‍රොලික් ලක්ෂණ අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා නැනෝ තරල (TiO2@DW) සංවර්ධනය කරන ලදී.1.258 ක උපරිම ජල තාප කාර්යක්ෂමතාවය 0.15 vol%-TiO2@DW 45 ° ආනත පතුවළට 3.0 ක පෙරළීමේ සාධකයක් සමඟ කාවැදී ඇත.තනි-අදියර සහ ද්වි-අදියර (දෙමුහුන්) සමාකරණ ආකෘති විවිධ ඝන සාන්ද්‍රණයන්හි (1-4% vol.%) CuO@DW නැනෝ තරලවල ගලායාම සහ තාප හුවමාරුව සැලකිල්ලට ගනී.එක් ඇඹරුණු ටේප් එකකින් ඇතුල් කරන ලද නලයක උපරිම තාප කාර්යක්ෂමතාව 2.18 වන අතර, එම කොන්දේසි යටතේම ඇඹරුණු පටි දෙකක් සහිත නලයක් 2.04 (ද්වි-අදියර ආකෘතිය, Re = 36,000 සහ 4 vol.%).ප්‍රධාන නල සහ විකෘති ඇතුළු කිරීම් සහිත පයිප්පවල කාබොක්සිමීතයිල් සෙලියුලෝස් (CMC) සහ තඹ ඔක්සයිඩ් (CuO) හි නිව්ටෝනියානු නොවන කැළඹිලි සහිත නැනෝ තරල ප්‍රවාහය අධ්‍යයනය කර ඇත.Nuavg 16.1% (ප්‍රධාන නල මාර්ගය සඳහා) සහ 60% ((H/D = 5) අනුපාතයක් සහිත දඟර සහිත නල මාර්ගය සඳහා) වැඩි දියුණුවක් පෙන්නුම් කරයි.සාමාන්‍යයෙන්, අඩු twist-to-ribbon අනුපාතයක් ඝර්ෂණයේ ඉහළ සංගුණකයක් ඇති කරයි.පර්යේෂණාත්මක අධ්‍යයනයක දී, තාප හුවමාරුව සහ ඝර්ෂණ සංගුණකයෙහි ගුණ මත ඇඹරුණු පටියක් (TT) සහ දඟර (VC) සහිත පයිප්පවල බලපෑම CuO@DW නැනෝ තරල භාවිතයෙන් අධ්‍යයනය කරන ලදී.0.3 vol.Re = 20,000 හි %-CuO@DW VK-2 පයිප්පයේ තාප හුවමාරුව උපරිම අගය 44.45% දක්වා වැඩි කිරීමට හැකි වේ.මීට අමතරව, එකම මායිම් තත්වයන් යටතේ ඇඹරුණු යුගල කේබල් සහ දඟර ඇතුල් කිරීමක් භාවිතා කරන විට, DW ට සාපේක්ෂව ඝර්ෂණ සංගුණකය 1.17 සහ 1.19 සාධක මගින් වැඩි වේ.සාමාන්‍යයෙන්, දඟර තුළට ඇතුළු කරන නැනෝ තරලවල තාප කාර්යක්ෂමතාවය අතරමං වූ වයර්වලට ඇතුළු කරන නැනෝ තරලවලට වඩා හොඳය.කැළඹිලි සහිත (MWCNT@DW) නැනෝ තරල ප්‍රවාහයක පරිමාමිතික ලක්ෂණය සර්පිලාකාර කම්බියක් තුළට ඇතුළු කරන ලද තිරස් නලයක් තුළ අධ්‍යයනය කරන ලදී.තාප කාර්ය සාධන පරාමිතීන් සියලු අවස්ථා සඳහා > 1 ක් වූ අතර, දඟර ඇතුළු කිරීම සමඟ නැනෝ ද්‍රව්‍යවල සංයෝජනය පොම්ප බලය පරිභෝජනය නොකර තාප හුවමාරුව වැඩි දියුණු කරන බව පෙන්නුම් කරයි.සාරාංශය - Al2O3 + TiO2@DW නැනෝ තරලයේ කැළඹිලි සහිත ප්‍රවාහයක කොන්දේසි යටතේ නවීකරණය කරන ලද ඇඹරුණු-ඇඹරුනු V-හැඩැති ටේප් (VcTT) වලින් සාදන ලද විවිධ ඇතුළු කිරීම් සහිත පයිප්ප දෙකක තාප හුවමාරුවක ජල තාප ලක්ෂණ අධ්‍යයනය කර ඇත.මූලික නල වල DW හා සසඳන විට, Nuavg 132% ක සැලකිය යුතු දියුණුවක් සහ ඝර්ෂණ සංගුණකය 55% දක්වා ඇත.මීට අමතරව, නල දෙකක තාප හුවමාරුවක 26 හි Al2O3+TiO2@DW නැනෝකොම්පොසිටයේ බලශක්ති කාර්යක්ෂමතාවය සාකච්ඡා කරන ලදී.ඔවුන්ගේ අධ්‍යයනයේ දී, Al2O3 + TiO2@DW සහ TT භාවිතය DW හා සසඳන විට කාර්යක්‍ෂමතාව වැඩි දියුණු කළ බව සොයා ගත්හ.VcTT ටර්බියුලේටර් සහිත කේන්ද්‍රීය නල තාප හුවමාරුකාරකවලදී, සිං සහ සර්කාර්27 අදියර වෙනස් කිරීමේ ද්‍රව්‍ය (PCM), විසිරුණු තනි/නැනෝකොම්පොසිට් නැනෝ තරල (PCM සහ Al2O3 + PCM සමඟ Al2O3@DW) භාවිතා කළහ.විකෘති සංගුණකය අඩු වීම සහ නැනෝ අංශු සාන්ද්‍රණය වැඩි වීම නිසා තාප හුවමාරුව සහ පීඩන අලාභය වැඩි වන බව ඔවුහු වාර්තා කළහ.විශාල V-notch ගැඹුර සාධකයක් හෝ කුඩා පළල සාධකයක් වැඩි තාප හුවමාරුවක් සහ පීඩන අලාභයක් සැපයිය හැකිය.මීට අමතරව, 2-TT28 ඇතුළු කිරීම් සහිත නලවල තාපය, ඝර්ෂණය සහ සමස්ත එන්ට්‍රොපි උත්පාදන අනුපාතය විමර්ශනය කිරීමට ග්‍රැෆීන්-ප්ලැටිනම් (Gr-Pt) භාවිතා කර ඇත.ඔවුන්ගේ අධ්‍යයනයෙන් පෙන්නුම් කළේ සාපේක්ෂව ඉහළ ඝර්ෂණ එන්ට්‍රොපි වර්ධනයකට සාපේක්ෂව (Gr-Pt) කුඩා ප්‍රතිශතයක් තාප එන්ට්‍රොපි උත්පාදනය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කරන බවයි.මිශ්‍ර Al2O3@MgO නැනෝ ද්‍රව්‍ය සහ කේතුකාකාර WC හොඳ මිශ්‍රණයක් ලෙස සැලකිය හැකිය, මන්ද වැඩි අනුපාතයක් (h/Δp) නල දෙකක තාප හුවමාරුවක ජල තාප ක්‍රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කළ හැකි බැවිනි.DW30 හි අත්හිටුවන ලද විවිධ කොටස් තුනකින් යුත් දෙමුහුන් නැනෝ තරල (THNF) (Al2O3 + ග්‍රැෆීන් + MWCNT) සහිත තාප හුවමාරුකාරකවල බලශක්ති ඉතිරිකිරීමේ සහ පාරිසරික ක්‍රියාකාරිත්වය ඇගයීමට සංඛ්‍යාත්මක ආකෘතියක් භාවිතා කරයි.1.42-2.35 පරාසයේ එහි කාර්ය සාධන ඇගයීම් නිර්ණායක (PEC) හේතුවෙන්, Depressed Twisted Turbulizer Insert (DTTI) සහ (Al2O3 + Graphene + MWCNT) සංයෝගයක් අවශ්‍ය වේ.
තාප තරලවල හයිඩ්‍රොඩිනමික් ප්‍රවාහයේ සහසංයුජ සහ සහසංයුජ නොවන ක්‍රියාකාරීත්වයේ භූමිකාව කෙරෙහි මෙතෙක් අවධානය යොමු කර නොමැත.මෙම අධ්‍යයනයේ නිශ්චිත අරමුණ වූයේ 45° සහ 90° හීලික්ස් කෝණ සහිත ඇඹරුණු ටේප් ඇතුළු කිරීම්වල නැනෝ තරලවල (ZNP-SDBS@DV) සහ (ZNP-COOH@DV) තාප-හයිඩ්‍රොලික් ලක්ෂණ සංසන්දනය කිරීමයි.තාප භෞතික ගුණාංග Tin = 308 K. මෙම අවස්ථාවෙහිදී, (0.025 wt.%, 0.05 wt.% සහ 0.1 wt.%) වැනි සංසන්දන ක්රියාවලියේදී ස්කන්ධ කොටස් තුනක් සැලකිල්ලට ගන්නා ලදී.ත්‍රිමාණ කැළඹිලි ප්‍රවාහ ආකෘතියේ (SST k-ω) කැපුම් ආතති හුවමාරුව තාප-හයිඩ්‍රොලික් ලක්ෂණ විසඳීම සඳහා භාවිතා වේ.මේ අනුව, මෙම අධ්යයනය ධනාත්මක ගුණාංග (තාප හුවමාරුව) සහ සෘණාත්මක ගුණාංග (ඝර්ෂණය මත පීඩනය පහත වැටීම) අධ්යයනය කිරීම සඳහා සැලකිය යුතු දායකත්වයක් සපයයි, එවැනි ඉංජිනේරු පද්ධතිවල තාප-හයිඩ්රොලික් ලක්ෂණ සහ සැබෑ ක්රියාකාරී තරල ප්රශස්තකරණය කිරීම පෙන්නුම් කරයි.
මූලික වින්යාසය සුමට නලයක් (L = 900 mm සහ Dh = 20 mm) වේ.ඇඹරුණු ටේප් මානයන් (දිග = 20 mm, ඝණකම = 0.5 mm, පැතිකඩ = 30 mm) ඇතුළත් කර ඇත.මෙම නඩුවේදී, සර්පිලාකාර පැතිකඩෙහි දිග, පළල සහ ආඝාතය පිළිවෙලින් 20 mm, 0.5 mm සහ 30 mm විය.ඇඹරුණු පටි 45 ° සහ 90 ° දී නැඹුරු වේ.ටින් = 308 K හි DW, සහසංයුජ නොවන නැනෝ තරල (GNF-SDBS@DW) සහ සහසංයුජ නැනෝ තරල (GNF-COOH@DW) වැනි විවිධ ක්‍රියාකාරී තරල, විවිධ ස්කන්ධ සාන්ද්‍රණ තුනක් සහ විවිධ රෙනෝල්ඩ් සංඛ්‍යා.තාප හුවමාරුව තුළ පරීක්ෂණ සිදු කරන ලදී.තාප හුවමාරුව වැඩිදියුණු කිරීම සඳහා පරාමිතීන් පරීක්ෂා කිරීම සඳහා සර්පිලාකාර නලයේ පිටත බිත්තිය 330 K හි නියත මතුපිට උෂ්ණත්වයකදී රත් කර ඇත.
අත්තික්කා මත.1 ක්‍රමානුකූලව අදාළ මායිම් කොන්දේසි සහ දැල් ප්‍රදේශය සහිත ඇඹරුණු ටේප් ඇතුළු කිරීමේ නලයක් පෙන්වයි.කලින් සඳහන් කළ පරිදි, ප්‍රවේගය සහ පීඩන මායිම් කොන්දේසි හෙලික්ස් හි ඇතුල්වීම් සහ පිටවන කොටස් වලට අදාළ වේ.නියත මතුපිට උෂ්ණත්වයකදී, නල බිත්තිය මත ලිස්සා නොයන කොන්දේසියක් පනවා ඇත.වත්මන් සංඛ්‍යාත්මක අනුකරණය පීඩනය මත පදනම් වූ විසඳුමක් භාවිතා කරයි.ඒ අතරම, පරිමිත පරිමා ක්‍රමය (FMM) භාවිතා කර අර්ධ අවකල සමීකරණයක් (PDE) වීජීය සමීකරණ පද්ධතියක් බවට පරිවර්තනය කිරීමට වැඩසටහනක් (ANSYS FLUENT 2020R1) භාවිතා කරයි.දෙවන පෙළ සරල ක්‍රමය (අනුක්‍රමික පීඩනය මත යැපෙන සමීකරණ සඳහා අර්ධ ව්‍යංග ක්‍රමය) ප්‍රවේගය-පීඩනයට සම්බන්ධ වේ.ස්කන්ධය, ගම්‍යතා සහ ශක්ති සමීකරණ සඳහා අවශේෂවල අභිසාරීතාවය පිළිවෙලින් 103 සහ 106 ට වඩා අඩු බව අවධාරණය කළ යුතුය.
p භෞතික සහ පරිගණක වසම්වල රූප සටහන: (a) helix කෝණය 90°, (b) helix කෝණය 45°, (c) හෙලික්සීය තලයක් නැත.
නැනෝ තරලවල ගුණ පැහැදිලි කිරීම සඳහා සමජාතීය ආකෘතියක් භාවිතා කරයි.නැනෝ ද්‍රව්‍ය මූලික තරලයට (DW) ඇතුළත් කිරීමෙන් විශිෂ්ට තාප ගුණ සහිත අඛණ්ඩ තරලයක් සෑදේ.මේ සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, මූලික තරලයේ උෂ්ණත්වය සහ ප්‍රවේගය සහ නැනෝ ද්‍රව්‍ය එකම අගයක් ගනී.ඉහත න්‍යායන් සහ උපකල්පන හේතුවෙන් මෙම අධ්‍යයනයේ කාර්යක්ෂම තනි-අදියර ප්‍රවාහ ක්‍රියා කරයි.නැනෝ තරල ප්‍රවාහය සඳහා තනි-අදියර ශිල්පීය ක්‍රමවල සඵලතාවය සහ අදාළත්වය අධ්‍යයනයන් කිහිපයක් මගින් පෙන්නුම් කර ඇත31,32.
නැනෝ තරල ප්‍රවාහය නිව්ටෝනියානු කැළඹිලි සහිත, නොගැලපෙන සහ නිශ්චල විය යුතුය.මෙම අධ්‍යයනයේ දී සම්පීඩන කාර්යය සහ දුස්ස්රාවී උණුසුම අදාළ නොවේ.මීට අමතරව, පයිප්පයේ අභ්යන්තර සහ පිටත බිත්තිවල ඝණකම සැලකිල්ලට නොගනී.එබැවින්, තාප ආකෘතිය නිර්වචනය කරන ස්කන්ධය, ගම්‍යතාවය සහ බලශක්ති සංරක්ෂණ සමීකරණ පහත පරිදි ප්‍රකාශ කළ හැක:
මෙහි \(\overrightarrow{V}\) යනු මධ්‍ය ප්‍රවේග දෛශිකය වන අතර, Keff = K + Kt යනු සහසංයුජ සහ සංයුජ නොවන නැනෝ තරලවල ඵලදායී තාප සන්නායකතාවය වන අතර ε යනු බලශක්ති විසර්ජන අනුපාතය වේ.වගුවේ දක්වා ඇති ඝනත්වය (ρ), දුස්ස්රාවිතතාවය (μ), නිශ්චිත තාප ධාරිතාව (Cp) සහ තාප සන්නායකතාව (k) ඇතුළු නැනෝ තරලවල ඵලදායී තාප භෞතික ගුණාංග, භාවිතා කරන විට 308 K1 උෂ්ණත්වයකදී පර්යේෂණාත්මක අධ්යයනයකදී මනිනු ලැබේ. මෙම සිමියුලේටර් වල.
සාම්ප්‍රදායික සහ TT නාල වල කැළඹිලි සහිත නැනෝ තරල ප්‍රවාහයේ සංඛ්‍යාත්මක අනුහුරුකරණ Reynolds අංක 7000 ≤ Re ≤ 17000 හිදී සිදු කරන ලදී. මෙම අනුහුරුකරණ සහ සංවහන තාප සංක්‍රමණ සංගුණකය Mentor's κ-ω turbulence overturbulence සාමාන්‍ය ශීර්ෂ මාරු කිරීමේ ආකෘතිය භාවිතයෙන් විශ්ලේෂණය කරන ලදී. ආකෘතිය Navier-Stokes, වායුගතික පර්යේෂණ සඳහා බහුලව භාවිතා වේ.මීට අමතරව, ආකෘතිය බිත්ති ක්රියාකාරීත්වයකින් තොරව ක්රියා කරන අතර බිත්ති 35,36 අසල නිවැරදි වේ.(SST) කැළඹිලි ආකෘතියේ κ-ω පාලන සමීකරණ පහත පරිදි වේ:
මෙහි \(S\) යනු වික්‍රියා අනුපාතයේ අගය වන අතර \(y\) යනු යාබද පෘෂ්ඨයට ඇති දුර වේ.මේ අතර, \({\alpha}_{1}\), \({\alpha}_{2}\), \({\beta}_{1}\), \({\beta}_{ 2 }\), \({\beta}^{*}\), \({\sigma}_{{k}_{1}}\), \({\sigma}_{{k}_{ 2 }}\), \({\sigma}_{{\omega}_{1}}\) සහ \({\sigma}_{{\omega}_{2}}\) සියලු මාදිලි නියතයන් දක්වයි.F1 සහ F2 මිශ්‍ර කාර්යයන් වේ.සටහන: මායිම් ස්ථරයේ F1 = 1, ඉදිරියට එන ප්‍රවාහයේ 0.
කාර්ය සාධන ඇගයීම් පරාමිතීන් කැළඹිලි සහිත සංවහන තාප හුවමාරුව, සහසංයුජ සහ සහසංයුජ නොවන නැනෝ තරල ප්‍රවාහය අධ්‍යයනය කිරීමට භාවිතා කරයි, උදාහරණයක් ලෙස31:
මෙම සන්දර්භය තුළ, (\(\rho\)), (\(v\)), (\({D}_{h}\)) සහ (\(\mu\)) ඝනත්වය, තරල ප්‍රවේගය සඳහා භාවිතා වේ. , හයිඩ්රොලික් විෂ්කම්භය සහ ගතික දුස්ස්රාවීතාවය.(\({C}_{p}\, \mathrm{u}\, k\)) – ගලා යන තරලයේ නිශ්චිත තාප ධාරිතාව සහ තාප සන්නායකතාවය.තවද, (\(\dot{m}\)) යනු ස්කන්ධ ප්‍රවාහයට වන අතර, (\({T}_{out}-{T}_{in}\)) යනු ආදාන සහ පිටවන උෂ්ණත්ව වෙනසයි.(NFs) යනු සහසංයුජ, සහසංයුජ නොවන නැනෝ තරල සඳහා වන අතර (DW) ආසවනය කළ ජලය (මූලික තරල) වෙත යොමු කරයි.\({A}_{s} = \pi DL\), \({\overline{T}}}_{f}=\frac{\left({T}_{out}-{T}_{in }\දකුණ)}{2}\) සහ \({\overline{T}}_{w}=\sum \frac{{T}_{w}}{n}\).
මූලික තරලයේ (DW), සහසංයුජ නොවන නැනෝ තරලයේ (GNF-SDBS@DW) සහ සහසංයුජ නැනෝ තරලයේ (GNF-COOH@DW) තාප භෞතික ගුණාංග ප්‍රකාශිත සාහිත්‍ය (පර්යේෂණාත්මක අධ්‍යයන), Sn = 308 K ලෙස ලබා ගන්නා ලදී. වගුව 134 හි පෙන්වා ඇත. දන්නා ස්කන්ධ ප්‍රතිශත සහිත සහසංයුජ නොවන (GNP-SDBS@DW) නැනෝ තරලයක් ලබා ගැනීමේ සාමාන්‍ය අත්හදා බැලීමක දී, ප්‍රාථමික GNP වල ඇතැම් ග්‍රෑම් මුලින් ඩිජිටල් ශේෂයක් මත කිරා මැන බලන ලදී.SDBS/දේශීය GNP හි බර අනුපාතය (0.5:1) DW වලින් බරයි.මෙම අවස්ථාවෙහිදී, සහසංයුජ (COOH-GNP@DW) නැනෝ තරල HNO3 සහ H2SO4 හි පරිමා අනුපාතය (1:3) සහිත දැඩි ආම්ලික මාධ්‍යයක් භාවිතා කරමින් GNP මතුපිටට කාබොක්සයිල් කාණ්ඩ එකතු කිරීමෙන් සංස්ලේෂණය කරන ලදී.සහසංයුජ සහ සහසංයුජ නොවන නැනෝ තරල 0.025 wt%, 0.05 wt% වැනි විවිධ බර ප්‍රතිශත තුනකදී DW හි අත්හිටුවන ලදී.සහ ස්කන්ධයෙන් 0.1%.
දැල් ප්‍රමාණය අනුකරණයට බලපාන්නේ නැති බව සහතික කිරීම සඳහා විවිධ පරිගණක වසම් හතරක් තුළ දැල් ස්වාධීනතා පරීක්ෂණ සිදු කරන ලදී.45° ව්‍යවර්ත පයිප්පයේදී, ඒකක ප්‍රමාණය 1.75 mm සහිත ඒකක සංඛ්‍යාව 249,033 ද, ඒකක ප්‍රමාණය 2 mm සහිත ඒකක සංඛ්‍යාව 307,969 ද, මිලිමීටර් 2.25 ප්‍රමාණයේ ඒකක සංඛ්‍යාව 421,406 ද, ඒකක ගණන ද වේ. පිළිවෙලින් ඒකක ප්‍රමාණය 2 .5 mm 564 940 සමඟ.මීට අමතරව, 90 ° ඇඹරුණු පයිප්පයක උදාහරණයේ, 1.75 mm මූලද්රව්ය ප්රමාණය සහිත මූලද්රව්ය සංඛ්යාව 245,531 කි, 2 mm මූලද්රව්ය ප්රමාණය සහිත මූලද්රව්ය සංඛ්යාව 311,584 කි, 2.25 mm මූලද්රව්ය ප්රමාණය සහිත මූලද්රව්ය සංඛ්යාව වේ. 422,708, සහ මිලිමීටර් 2.5 ක මූලද්‍රව්‍ය ප්‍රමාණයෙන් යුත් මූලද්‍රව්‍ය සංඛ්‍යාව පිළිවෙලින් 573,826 කි.මූලද්‍රව්‍ය සංඛ්‍යාව අඩු වන විට (Tout, htc, සහ Nuavg) වැනි තාප ගුණ කියවීම්වල නිරවද්‍යතාවය වැඩි වේ.ඒ අතරම, ඝර්ෂණ සංගුණකයේ සහ පීඩන පහත වැටීමේ අගයන්හි නිරවද්‍යතාවය සම්පූර්ණයෙන්ම වෙනස් හැසිරීමක් පෙන්නුම් කරයි (රූපය 2).අනුකරණය කරන ලද නඩුවේ තාප-හයිඩ්‍රොලික් ලක්ෂණ ඇගයීම සඳහා ප්‍රධාන ජාල ප්‍රදේශය ලෙස ජාලකය (2) භාවිතා කරන ලදී.
45 ° සහ 90 ° දී ඇඹරුණු DW නල යුගල භාවිතයෙන් දැලෙන් ස්වාධීනව තාප හුවමාරුව සහ පීඩන පහත වැටීමේ කාර්ය සාධනය පරීක්ෂා කිරීම.
වර්තමාන සංඛ්‍යාත්මක ප්‍රතිඵල, Dittus-Belter, Petukhov, Gnelinsky, Notter-Rouse සහ Blasius වැනි සුප්‍රසිද්ධ ආනුභවික සහසම්බන්ධතා සහ සමීකරණ භාවිතා කරමින් තාප හුවමාරු ක්‍රියාකාරිත්වය සහ ඝර්ෂණ සංගුණකය සඳහා වලංගු කර ඇත.සංසන්දනය 7000≤Re≤17000 කොන්දේසිය යටතේ සිදු කරන ලදී.fig අනුව.3, සමාකරණ ප්රතිඵල සහ තාප හුවමාරු සමීකරණය අතර සාමාන්ය සහ උපරිම දෝෂ 4.050 සහ 5.490% (Dittus-Belter), 9.736 සහ 11.33% (Petukhov), 4.007 සහ 7.483% (Gnelinsky), සහ 3.4.883% නොට්-බෙල්ටර්).රෝස).මෙම අවස්ථාවෙහිදී, සමාකරණ ප්රතිඵල සහ ඝර්ෂණ සංගුණක සමීකරණය අතර සාමාන්ය සහ උපරිම දෝෂයන් පිළිවෙලින් 7.346% සහ 8.039% (Blasius) සහ 8.117% සහ 9.002% (Petukhov) වේ.
සංඛ්‍යාත්මක ගණනය කිරීම් සහ ආනුභවික සහසම්බන්ධතා භාවිතයෙන් විවිධ රෙනෝල්ඩ් සංඛ්‍යාවල DW හි තාප හුවමාරුව සහ ජල ගතික ගුණ.
මෙම කොටසෙහි සහසංයුජ නොවන (LNP-SDBS) සහ සහසංයුජ (LNP-COOH) ජලීය නැනෝ තරලවල විවිධ ස්කන්ධ භාග තුනකින් සහ රෙනෝල්ඩ් සංඛ්‍යා මූලික තරලයට (DW) සාපේක්ෂව සාමාන්‍ය ලෙස සාකච්ඡා කරයි.7000 ≤ Re ≤ 17000 සඳහා දඟර පටි තාප හුවමාරුකාරක ජ්යාමිතික දෙකක් (හෙලික්ස් කෝණය 45 ° සහ 90 °) සාකච්ඡා කෙරේ.4 නැනෝ තරලය මූලික තරලයට (DW) පිටවීමේ සාමාන්‍ය උෂ්ණත්වය පෙන්වයි (\(\frac{{{T}_{out}}_{NFs}}{{{T}_{out}}_{ DW } } \) ) දී (0.025% wt., 0.05% wt. සහ 0.1% wt.).(\(\frac{{{T}_{out}}_{NFs}}{{{T}_{out}}_{DW}}\)) සෑම විටම 1 ට වඩා අඩුය, එයින් අදහස් වන්නේ පිටවන උෂ්ණත්වය සහසංයුජ නොවන (VNP-SDBS) සහ සහසංයුජ (VNP-COOH) නැනෝ තරල මූලික ද්‍රවයේ පිටවන ස්ථානයේ උෂ්ණත්වයට වඩා අඩුය.අඩුම සහ ඉහළම අඩු කිරීම් පිළිවෙලින් 0.1 wt%-COOH@GNPs සහ 0.1 wt%-SDBS@GNPs විය.මෙම සංසිද්ධිය සිදුවන්නේ රෙනෝල්ඩ් සංඛ්‍යාව නියත ස්කන්ධ භාගයක වැඩි වීම නිසා නැනෝ තරලයේ (එනම් ඝනත්වය සහ ගතික දුස්ස්රාවිතතාවයේ) ගුණාංගවල වෙනසක් ඇති කරයි.
(0.025 wt.%, 0.05 wt.% සහ 0.1 wt.%) නැනෝ තරලයේ පාදක තරලයට (DW) සාමාන්‍ය තාප සංක්‍රමණ ලක්ෂණ 5 සහ 6 රූප මගින් පෙන්වයි.සාමාන්‍ය තාප සංක්‍රමණ ගුණාංග සෑම විටම 1 ට වඩා වැඩි වන අතර එයින් අදහස් වන්නේ සහසංයුජ නොවන (LNP-SDBS) සහ සහසංයුජ (LNP-COOH) නැනෝ තරලවල තාප හුවමාරු ගුණ මූලික තරලයට සාපේක්ෂව වැඩි දියුණු වන බවයි.0.1 wt%-COOH@GNPs සහ 0.1 wt%-SDBS@GNPs පිළිවෙලින් අඩුම සහ ඉහළම ලාභය ලබා ගත්හ.නල 1 හි වැඩි තරල මිශ්ර වීම සහ කැළඹීම් හේතුවෙන් Reynolds අංකය වැඩි වන විට, තාප හුවමාරු කාර්ය සාධනය වැඩි දියුණු වේ.කුඩා හිඩැස් හරහා ඇති තරල ඉහළ ප්‍රවේග කරා ළඟා වන අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස තුනී ප්‍රවේගය/තාප මායිම් ස්ථරයක් ඇති වන අතර එමඟින් තාප හුවමාරු වේගය වැඩි වේ.මූලික තරලයට වැඩි නැනෝ අංශු එකතු කිරීමෙන් ධනාත්මක මෙන්ම ඍණාත්මක ප්‍රතිඵලද ලැබිය හැක.ප්‍රයෝජනවත් බලපෑම් අතර නැනෝ අංශු ඝට්ටන වැඩි වීම, හිතකර තරල තාප සන්නායකතා අවශ්‍යතා සහ වැඩි දියුණු කළ තාප හුවමාරුව ඇතුළත් වේ.
45° සහ 90° ටියුබ් සඳහා රෙනෝල්ඩ් අංකයට අනුව නැනෝ තරලයේ තාප හුවමාරු සංගුණකය මූලික තරලයට.
ඒ අතරම, ඍණාත්මක බලපෑමක් යනු නැනෝ තරලයේ ගතික දුස්ස්රාවිතතාවයේ වැඩි වීම, නැනෝ තරලයේ සංචලනය අඩු කරයි, එමගින් සාමාන්ය Nusselt සංඛ්යාව (Nuavg) අඩු කරයි.නැනෝ තරලවල (ZNP-SDBS@DW) සහ (ZNP-COOH@DW) තාප සන්නායකතාව වැඩි වීම DW37 හි අත්හිටුවන ලද බ්‍රව්නියානු චලිතය සහ ග්‍රැෆීන් නැනෝ අංශුවල ක්ෂුද්‍ර සංවහනය නිසා විය යුතුය.නැනෝ තරලයේ තාප සන්නායකතාවය (ZNP-COOH@DV) නැනෝ තරලය (ZNP-SDBS@DV) සහ ආසවනය කළ ජලයට වඩා වැඩිය.මූලික තරලයට තවත් නැනෝ ද්‍රව්‍ය එකතු කිරීමෙන් ඒවායේ තාප සන්නායකතාවය වැඩි වේ (වගුව 1)38.
ස්කන්ධ ප්‍රතිශතයෙන් (0.025%, 0.05% සහ 0.1%) මූලික තරල (DW) (f(NFs)/f(DW)) සමඟ නැනෝ තරලවල ඝර්ෂණ සාමාන්‍ය සංගුණකය රූප සටහන 7 මගින් පෙන්නුම් කරයි.සාමාන්‍ය ඝර්ෂණ සංගුණකය සෑම විටම ≈1 වේ, එයින් අදහස් වන්නේ සහසංයුජ නොවන (GNF-SDBS@DW) සහ සහසංයුජ (GNF-COOH@DW) නැනෝ තරලවල මූලික තරලයට සමාන ඝර්ෂණ සංගුණකය ඇති බවයි.අඩු ඉඩක් සහිත තාප හුවමාරුකාරකයක් වැඩි ප්‍රවාහ බාධාවක් ඇති කරන අතර ප්‍රවාහ ඝර්ෂණය වැඩි කරයි1.මූලික වශයෙන්, නැනෝ තරලයේ ස්කන්ධ භාගය වැඩි වීමත් සමඟ ඝර්ෂණ සංගුණකය තරමක් වැඩි වේ.ඉහළ ඝර්ෂණ පාඩු ඇති වන්නේ නැනෝ තරලයේ ගතික දුස්ස්රාවීතාවය වැඩි වීම සහ මූලික තරලයේ නැනෝග්‍රැෆීන් වැඩි ස්කන්ධ ප්‍රතිශතයක් සහිත මතුපිට ඇති ෂීර් ආතතිය වැඩි වීමෙනි.වගුව (1) පෙන්නුම් කරන්නේ නැනෝ තරලයේ ගතික දුස්ස්රාවිතතාවය (ZNP-SDBS@DV) නැනෝ තරලයට (ZNP-COOH@DV) එම බර ප්‍රතිශතයට වඩා වැඩි වන අතර එය මතුපිට බලපෑම් එකතු කිරීම හා සම්බන්ධ වේ.සහසංයුජ නොවන නැනෝ තරලයක ක්‍රියාකාරී කාරක.
අත්තික්කා මත.8 පාදක තරලයට (DW) (\(\frac{{\Delta P}_{NFs}}{{\Delta P}_{DW}}\)) (0.025%, 0.05% සහ 0.1% සමඟ සසඳන විට නැනෝ තරලය පෙන්වයි. )සහසංයුජ නොවන (GNPs-SDBS@DW) නැනෝ තරලය ඉහළ සාමාන්‍ය පීඩන අලාභයක් පෙන්නුම් කළ අතර ස්කන්ධ ප්‍රතිශතය 0.025% wt සඳහා 2.04% දක්වා වැඩි වීමත් සමඟ 0.05% wt සඳහා 2.46%.සහ 0.1% wt සඳහා 3.44%.නඩුව විශාල කිරීම සමඟ (හෙලික්ස් කෝණය 45 ° සහ 90 °).මේ අතර, නැනෝ තරලය (GNPs-COOH@DW) අඩු සාමාන්‍ය පීඩන පාඩුවක් පෙන්නුම් කළ අතර, 0.025% wt හි 1.31% සිට වැඩි විය.0.05% wt හි 1.65% දක්වා.සාමාන්‍ය පීඩන පාඩුව 0.05 wt.%-COOH@NP සහ 0.1 wt.%-COOH@NP 1.65% කි.දැකිය හැකි පරිදි, සෑම අවස්ථාවකදීම Re අංකය වැඩි වීමත් සමඟ පීඩන පහත වැටීම වැඩි වේ.ඉහළ Re අගයන්හිදී වැඩි පීඩනය පහත වැටීම පරිමාව ප්රවාහය මත සෘජු යැපීම මගින් පෙන්නුම් කෙරේ.එබැවින්, නලයේ ඉහළ Re අංකයක් ඉහළ පීඩන පහත වැටීමකට තුඩු දෙයි, එය පොම්ප බලය 39,40 වැඩි කිරීම අවශ්ය වේ.මීට අමතරව, විශාල පෘෂ්ඨ ප්‍රදේශය මගින් ජනනය වන සුළි සහ කැළඹීම්වල වැඩි තීව්‍රතාවය හේතුවෙන් පීඩන පාඩු වැඩි වන අතර එමඟින් මායිම් ස්ථරයේ පීඩනය සහ අවස්ථිති බලවේගවල අන්තර් ක්‍රියාකාරිත්වය වැඩි වේ.
සාමාන්‍යයෙන්, සහසංයුජ නොවන (VNP-SDBS@DW) සහ සහසංයුජ (VNP-COOH@DW) නැනෝ තරල සඳහා කාර්ය සාධන ඇගයීම් නිර්ණායක (PEC) Fig.9. නැනෝ තරලය (ZNP-SDBS@DV) අවස්ථා දෙකේදීම (ZNP-COOH@DV) ට වඩා ඉහළ PEC අගයන් පෙන්වූ අතර (හීලික්ස් කෝණය 45 ° සහ 90 °) සහ ස්කන්ධ භාගය වැඩි කිරීමෙන් එය වැඩිදියුණු කරන ලදී, උදාහරණයක් ලෙස, 0.025 wt.%1.17, 0.05 wt.% 1.19 සහ 0.1 wt.% 1.26 වේ.මේ අතර, නැනෝ තරල භාවිතා කරන PEC අගයන් (GNPs-COOH@DW) 0.025 wt% සඳහා 1.02, 0.05 wt% සඳහා 1.05, 0.1 wt% සඳහා 1.05.අවස්ථා දෙකේදීම (හීලික්ස් කෝණය 45 ° සහ 90 °).1.02රීතියක් ලෙස, රෙනෝල්ඩ් අංකයේ වැඩි වීමක් සමඟ, තාප-හයිඩ්රොලික් කාර්යක්ෂමතාව සැලකිය යුතු ලෙස අඩු වේ.Reynolds සංඛ්යාව වැඩි වන විට, තාප-හයිඩ්රොලික් කාර්යක්ෂමතා සංගුණකය අඩු වීම ක්රමානුකූලව (NuNFs / NuDW) සහ (fNFs / fDW) හි අඩුවීමක් සමඟ සම්බන්ධ වේ.
45° සහ 90° කෝණ සහිත ටියුබ් සඳහා රෙනෝල්ඩ් සංඛ්‍යා මත පදනම්ව මූලික තරල සම්බන්ධයෙන් නැනෝ තරලවල ජල තාප ගුණ.
මෙම කොටස විවිධ ස්කන්ධ සාන්ද්‍රණ තුනකින් සහ රෙනෝල්ඩ් සංඛ්‍යා වල ජලයේ (DW), සහසංයුජ නොවන (VNP-SDBS@DW) සහ සහසංයුජ (VNP-COOH@DW) නැනෝ තරලවල තාප ගුණ සාකච්ඡා කරයි.සාමාන්‍ය තාප-හයිඩ්‍රොලික් කාර්ය සාධනය ඇගයීම සඳහා සාම්ප්‍රදායික පයිප්ප (හෙලික්ස් කෝණ 45 ° සහ 90 °) සම්බන්ධයෙන් 7000 ≤ Re ≤ 17000 පරාසයේ දඟර පටි තාප හුවමාරු ජ්‍යාමිතික දෙකක් සලකා බලන ලදී.අත්තික්කා මත.10 සාමාන්‍ය නලයක් සඳහා (\(\frac{{{T}_{out}}_{Twisted}}) සාමාන්‍යයෙන් (helix කෝණය 45° සහ 90°) භාවිතයෙන් පිටවන ස්ථානයේ ඇති ජලයේ සහ නැනෝ තරලවල උෂ්ණත්වය පෙන්වයි. {T} _{out}}_{සාමාන්‍ය}}\)).සහසංයුජ නොවන (GNP-SDBS@DW) සහ සහසංයුජ (GNP-COOH@DW) නැනෝ තරලවල 0.025 wt%, 0.05 wt% සහ 0.1 wt% වැනි විවිධ බර කොටස් තුනක් ඇත.රූපයේ දැක්වෙන පරිදි.11, පිටවන උෂ්ණත්වයේ සාමාන්‍ය අගය (\(\frac{{{T}_{out}}_{Twisted}}{{{T}_{out}_{Plain}}\)) > 1, (45 ° සහ 90 ° helix කෝණය) කැළඹිලිවල වැඩි තීව්‍රතාවය සහ දියර වඩා හොඳින් මිශ්‍ර කිරීම හේතුවෙන් තාපන හුවමාරුකාරකයේ පිටවන ස්ථානයේ උෂ්ණත්වය සාම්ප්‍රදායික පයිප්පයකට වඩා සැලකිය යුතු බව පෙන්නුම් කරයි.මීට අමතරව, Reynolds අංකය වැඩි වීමත් සමඟ DW, සහසංයුජ නොවන සහ සහසංයුජ නැනෝ තරල පිටවීමේ උෂ්ණත්වය අඩු විය.පාදක තරලය (DW) ඉහළම මධ්යන්ය පිටවන උෂ්ණත්වය ඇත.මේ අතර, අඩුම අගය 0.1 wt%-SDBS@GNPs වෙත යොමු වේ.සහසංයුජ නොවන (GNPs-SDBS@DW) නැනෝ තරල සහසංයුජ (GNPs-COOH@DW) නැනෝ තරලවලට සාපේක්ෂව අඩු සාමාන්‍ය පිටවන උෂ්ණත්වයක් පෙන්නුම් කරයි.ඇඹරුණු පටිය මඟින් ප්‍රවාහ ක්ෂේත්‍රය වඩාත් මිශ්‍ර කරන බැවින්, බිත්තියට ආසන්න තාප ප්‍රවාහය වඩාත් පහසුවෙන් ද්‍රව හරහා ගමන් කළ හැකි අතර සමස්ත උෂ්ණත්වය වැඩි කරයි.අඩු twist-to-tape අනුපාතයක් වඩා හොඳ විනිවිද යාමක් සහ එබැවින් වඩා හොඳ තාප හුවමාරුවක් ඇති කරයි.අනෙක් අතට, රෝල් කරන ලද ටේප් බිත්තියට එරෙහිව අඩු උෂ්ණත්වයක් පවත්වා ගෙන යන අතර, එය Nuavg වැඩි කරයි.ඇඹරුණු ටේප් ඇතුළු කිරීම් සඳහා, ඉහළ Nuavg අගයක් පෙන්නුම් කරන්නේ නළය තුළ වැඩිදියුණු කළ සංවහන තාප හුවමාරුවකි.ප්‍රවාහ මාර්ගය වැඩි වීම සහ අමතර මිශ්‍ර වීම සහ කැළඹීම හේතුවෙන් පදිංචි කාලය වැඩි වන අතර එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස පිටවන ස්ථානයේ ද්‍රවයේ උෂ්ණත්වය ඉහළ යයි41.
සාම්ප්‍රදායික නලවල පිටවන උෂ්ණත්වයට (45° සහ 90° හෙලික්ස් කෝණ) සාපේක්ෂව විවිධ නැනෝ ද්‍රව සංඛ්‍යා රෙනෝල්ඩ් කරයි.
සම්ප්‍රදායික නල වලට සාපේක්ෂව විවිධ නැනෝ තරල සඳහා තාප හුවමාරු සංගුණක (45° සහ 90° හෙලික්ස් කෝණය) එදිරිව රෙනෝල්ඩ් සංඛ්‍යා.
වැඩි දියුණු කරන ලද දඟර ටේප් තාප හුවමාරුවෙහි ප්රධාන යාන්ත්රණය පහත පරිදි වේ: 1. තාප හුවමාරු නලයේ හයිඩ්රොලික් විෂ්කම්භය අඩු කිරීම ප්රවාහ ප්රවේගය සහ වක්රය වැඩි කිරීමට හේතු වන අතර, එමගින් බිත්තියේ ෂීර් ආතතිය වැඩි වන අතර ද්විතියික චලනය ප්රවර්ධනය කරයි.2. එතීෙම් පටිය අවහිර වීම නිසා, නල බිත්තියේ වේගය වැඩි වන අතර, මායිම් ස්ථරයේ ඝණකම අඩු වේ.3. ඇඹරුණු පටිය පිටුපස සර්පිලාකාර ප්රවාහය වේගය වැඩි වීමට හේතු වේ.4. ප්‍රේරිත සුළි ප්‍රවාහයේ මධ්‍යම සහ බිත්ති ආසන්න ප්‍රදේශ අතර තරල මිශ්‍රණය වැඩි දියුණු කරයි42.අත්තික්කා මත.11 සහ fig.12, DW සහ නැනෝ තරලවල තාප හුවමාරු ගුණ පෙන්වයි, උදාහරණයක් ලෙස (තාප හුවමාරු සංගුණකය සහ සාමාන්‍ය Nusselt අංකය) සාම්ප්‍රදායික නල වලට සාපේක්ෂව ඇඹරුණු ටේප් ඇතුළු කිරීමේ නල භාවිතා කරන සාමාන්‍ය ලෙස.සහසංයුජ නොවන (GNP-SDBS@DW) සහ සහසංයුජ (GNP-COOH@DW) නැනෝ තරලවල 0.025 wt%, 0.05 wt% සහ 0.1 wt% වැනි විවිධ බර කොටස් තුනක් ඇත.තාප හුවමාරුකාරක දෙකෙහිම (45° සහ 90° helix කෝණය) සාමාන්‍ය තාප සංක්‍රමණ කාර්ය සාධනය >1 වන අතර, සාම්ප්‍රදායික නලවලට සාපේක්ෂව තාප සංක්‍රමණ සංගුණකය සහ සාමාන්‍ය Nusselt සංඛ්‍යාව දඟර සහිත ටියුබ්වල වැඩි දියුණුවක් පෙන්නුම් කරයි.සහසංයුජ නොවන (GNPs-SDBS@DW) නැනෝ තරල සහසංයුජ (GNPs-COOH@DW) නැනෝ තරලවලට වඩා ඉහළ සාමාන්‍ය තාප හුවමාරු දියුණුවක් පෙන්නුම් කරයි.Re = 900 හිදී, තාප හුවමාරුකාරක දෙක සඳහා (45° සහ 90° හෙලික්ස් කෝණය) තාප හුවමාරු කාර්ය සාධනයේ 0.1 wt% වැඩිදියුණු කිරීම -SDBS@GNPs 1.90 අගයක් සහිත ඉහළම අගය විය.මෙයින් අදහස් කරන්නේ අඩු තරල ප්‍රවේග (රෙනෝල්ඩ් අංකය) 43 සහ කැළඹිලි තීව්‍රතාවය වැඩි කිරීමේදී ඒකාකාර TP ආචරණය වඩා වැදගත් බවයි.බහු සුළි හඳුන්වාදීම හේතුවෙන්, තාප සංක්‍රමණ සංගුණකය සහ TT ටියුබ් වල සාමාන්‍ය Nusselt සංඛ්‍යාව සාම්ප්‍රදායික නල වලට වඩා වැඩි බැවින් තුනී මායිම් ස්ථරයක් ඇතිවේ.HP තිබීම කැළඹිලිවල තීව්‍රතාවය වැඩි කරයිද, වැඩ කරන තරල ප්‍රවාහ මිශ්‍ර කිරීම සහ මූලික පයිප්පවලට සාපේක්ෂව වැඩි දියුණු කළ තාප හුවමාරුව (ඇඹරුණු ඇඹරුණු පටියක් ඇතුළු නොකර)21.
සාම්ප්‍රදායික නල වලට සාපේක්ෂව විවිධ නැනෝ තරල සඳහා සාමාන්‍ය Nusselt අංකය (helix කෝණය 45° සහ 90°) එදිරිව Reynolds අංකය.
රූප 13 සහ 14 ඝර්ෂණ සාමාන්‍ය සංගුණකය (\(\frac{{f}_{Twisted}}{{f}_{Plain}}\)) සහ පීඩන අලාභය (\(\frac{{\Delta P}) පෙන්වයි _ {Twisted}}{{\Delta P}_{Plain}}\}} 45° සහ 90° පමණ DW නැනෝ තරල භාවිතා කරන සාම්ප්‍රදායික පයිප්ප සඳහා, (GNPs-SDBS@DW) සහ (GNPs-COOH@DW) අයන හුවමාරුකාරකය අඩංගු වේ ( 0.025 wt %, 0.05 wt % සහ 0.1 wt %). { {f}_{Plain} }\)) සහ පීඩන අලාභය (\(\frac{{ \Delta P}_{Twisted}}{{\Delta P }_{Plain}}\}) අඩුවීම, අවස්ථා, ඝර්ෂණ සංගුණකය සහ පීඩන අලාභය අඩු රෙනෝල්ඩ් සංඛ්‍යාවලදී වැඩි වේ සාමාන්‍ය ඝර්ෂණ සංගුණකය සහ පීඩන අලාභය 3.78 සහ 3.12 අතර සාමාන්‍ය ඝර්ෂණ සංගුණකය සහ පීඩන අලාභය පෙන්නුම් කරන්නේ (45° helix කෝණය සහ 90 °) තාප හුවමාරුව සාම්ප්රදායික පයිප්පවලට වඩා තුන් ගුණයකින් වැඩි වේ.මීට අමතරව, වැඩ කරන තරලය වැඩි වේගයකින් ගලා යන විට, ඝර්ෂණ සංගුණකය අඩු වේ.ප්රශ්නය පැන නගින්නේ රෙනෝල්ඩ් අංකය වැඩි වන විට, මායිම් ස්ථරයේ ඝනකම වැඩි වන බැවිනි. අඩු වන අතර, බලපෑමට ලක් වූ ප්රදේශය මත ගතික දුස්ස්රාවීතාවයේ බලපෑම අඩුවීමට හේතු වන අතර, ප්රවේග ශ්රේණියේ අඩු වීමක් සහ කැපුම් ආතතීන් සහ, ඒ අනුව, ඝර්ෂණ සංගුණකය අඩු වේ21.ටීටී පැවතීම සහ වැඩි කරකැවිල්ල හේතුවෙන් වැඩිදියුණු කරන ලද අවහිර කිරීමේ බලපෑම මූලික පයිප්පවලට වඩා විෂමජාතීය ටීටී පයිප්ප සඳහා සැලකිය යුතු ලෙස ඉහළ පීඩන පාඩු ඇති කරයි.මීට අමතරව, මූලික නළය සහ TT පයිප්ප දෙකම සඳහා, වැඩ කරන තරලයේ වේගය සමඟ පීඩන පහත වැටීම වැඩි වන බව දැකිය හැකිය43.
ඝර්ෂණ සංගුණකය (45° සහ 90° helix කෝණය) සාම්ප්‍රදායික නල වලට සාපේක්ෂව විවිධ නැනෝ තරල සඳහා රෙනෝල්ඩ් අංකයට එදිරිව.
සාම්ප්‍රදායික නලයකට සාපේක්ෂව විවිධ නැනෝ තරල සඳහා රෙනෝල්ඩ් අංකයේ ශ්‍රිතයක් ලෙස පීඩන අලාභය (45° සහ 90° හෙලික්ස් කෝණය).
සාරාංශයක් ලෙස, රූප සටහන 15 පෙන්නුම් කරන්නේ සරල නල (\(\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}} \) 45° සහ 90° කෝණ සහිත තාප හුවමාරුකාරක සඳහා කාර්ය සාධන ඇගයීම් නිර්ණායක (PEC) ) ) තුළ (0.025 wt.%, 0.05 wt.% සහ 0.1 wt.%) DV, (VNP-SDBS@DV) සහ සහසංයුජ (VNP-COOH@DV) නැනෝ තරල භාවිතා කරයි.තාප හුවමාරුවෙහි අවස්ථා දෙකෙහිම (\(\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}\)) > 1 අගය (45° සහ 90° helix කෝණය).ඊට අමතරව, (\(\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}\)) එහි හොඳම අගය Re = 11,000 ට ළඟා වේ.90° තාප හුවමාරුව 45° තාප හුවමාරුවකට සාපේක්ෂව (\ (\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}\)) හි සුළු වැඩිවීමක් පෙන්නුම් කරයි., Re = 11,000 දී 0.1 wt%-GNPs@SDBS ඉහළ (\(\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}\)) අගයන් නියෝජනය කරයි, උදා: 45° තාප හුවමාරු කෙළවර සඳහා 1.25 සහ 90 ° කෙළවරේ තාප හුවමාරුව සඳහා 1.27.එය ස්කන්ධ භාගයේ සියලුම ප්‍රතිශත එකකට වඩා වැඩි වන අතර එයින් ඇඟවෙන්නේ ඇඹරුණු ටේප් ඇතුළු කිරීම් සහිත පයිප්ප සාම්ප්‍රදායික පයිප්පවලට වඩා උසස් බවයි.කැපී පෙනෙන ලෙස, ටේප් ඇතුළු කිරීම් මගින් සපයන ලද වැඩිදියුණු කළ තාප හුවමාරුව ඝර්ෂණ පාඩු සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි කිරීමට හේතු විය.
සාම්ප්‍රදායික ටියුබ් (45° සහ 90° හෙලික්ස් කෝණය) සම්බන්ධයෙන් විවිධ නැනෝ ද්‍රව්‍යවල රෙනෝල්ඩ්ස් සංඛ්‍යාව සඳහා කාර්යක්ෂමතා නිර්ණායක.
උපග්‍රන්ථය A මඟින් DW, 0.1 wt%-GNP-SDBS@DW සහ 0.1 wt%-GNP-COOH@DW භාවිතා කරමින් Re = 7000 හි 45° සහ 90° තාප හුවමාරුකාරක සඳහා ප්‍රවාහයන් පෙන්වයි.තීර්යක් තලයේ ඇති ස්ට්‍රීම්ලයින් ප්‍රධාන ප්‍රවාහයට ඇඹරුණු රිබන් ඇතුළු කිරීමේ බලපෑමේ වඩාත්ම කැපී පෙනෙන ලක්ෂණයයි.45 ° සහ 90 ° තාප හුවමාරුකාරක භාවිතා කිරීම ආසන්නයේ බිත්ති කලාපයේ ප්රවේගය ආසන්න වශයෙන් සමාන වේ.මේ අතර, උපග්‍රන්ථය B මඟින් DW, 0.1 wt%-GNP-SDBS@DW සහ 0.1 wt%-GNP-COOH@DW භාවිතා කරමින් Re = 7000 හි 45° සහ 90° තාප හුවමාරුකාරක සඳහා ප්‍රවේග සමෝච්ඡ පෙන්වයි.ප්‍රවේග ලූප විවිධ ස්ථාන තුනක (පෙති), උදාහරණයක් ලෙස, Plain-1 (P1 = -30mm), Plain-4 (P4 = 60mm) සහ Plain-7 (P7 = 150mm).නල බිත්තිය අසල ප්රවාහ ප්රවේගය අවම වන අතර ද්රව ප්රවේගය නලයේ මැද දෙසට වැඩි වේ.ඊට අමතරව, වායු නාලිකාව හරහා ගමන් කරන විට, බිත්තිය අසල අඩු වේගයේ ප්රදේශය වැඩි වේ.මෙය ජල ගතික මායිම් ස්ථරයේ වර්ධනය නිසා බිත්තිය අසල අඩු ප්රවේග කලාපයේ ඝණකම වැඩි වේ.මීට අමතරව, Reynolds අංකය වැඩි කිරීම මගින් සියලුම හරස්කඩවල සමස්ත ප්රවේග මට්ටම වැඩි වන අතර, එමගින් channel39 හි අඩු ප්රවේග කලාපයේ ඝණකම අඩු කරයි.
සහසංයුජ සහ සහසංයුජ නොවන ක්‍රියාකාරී ග්‍රැෆීන් නැනෝෂීට් 45° සහ 90° හීලික්ස් කෝණ සහිත ඇඹරුණු ටේප් ඇතුළු කිරීම් වලින් ඇගයීමට ලක් කරන ලදී.7000 ≤ Re ≤ 17000 දී SST k-omega turbulence ආකෘතිය භාවිතයෙන් තාපන හුවමාරුකාරකය සංඛ්‍යාත්මකව විසඳනු ලැබේ. තාප භෞතික ගුණාංග Tin = 308 K ලෙස ගණනය කෙරේ. ඒ සමඟම ඇඹරුණු නල බිත්තිය 330 K නියත උෂ්ණත්වයකදී රත් කරන්න. COOHD ස්කන්ධ ප්‍රමාණ තුනකින් තනුක කර ඇත, උදාහරණයක් ලෙස (0.025 wt.%, 0.05 wt.% සහ 0.1 wt.%).වත්මන් අධ්‍යයනය ප්‍රධාන සාධක හයක් සලකා බලයි: පිටවන උෂ්ණත්වය, තාප සංක්‍රමණ සංගුණකය, සාමාන්‍ය Nusselt අංකය, ඝර්ෂණ සංගුණකය, පීඩන අලාභය සහ කාර්ය සාධනය ඇගයීමේ නිර්ණායක.ප්රධාන සොයාගැනීම් මෙන්න:
සාමාන්‍ය පිටවන උෂ්ණත්වය (\({{T}_{out}}_{Nanofluids}\)/\({{T}_{out}}_{Basefluid}\)) සෑම විටම 1 ට වඩා අඩුය, එයින් අදහස් වන්නේ ව්‍යාප්ත නොවන සංයුජතා (ZNP-SDBS@DV) සහ සහසංයුජ (ZNP-COOH@DV) නැනෝ තරලවල පිටවන උෂ්ණත්වය මූලික ද්‍රවයට වඩා අඩුය.මේ අතර, සාමාන්‍ය පිටවීමේ උෂ්ණත්වය (\({{T}_{out}}_{Twisted}\)/\({{T}_{out}}_{Plain}\)) අගය > 1, (45° සහ 90° හෙලික්ස් කෝණය) පිටවන උෂ්ණත්වය සාම්ප්‍රදායික නල වලට වඩා වැඩි බව ඇත්තකි.
අවස්ථා දෙකේදීම, තාප සංක්‍රමණ ගුණාංගවල සාමාන්‍ය අගයන් (නැනෝ තරලය/පාදක තරලය) සහ (ඇඹරුනු නළය/සාමාන්‍ය නළය) සෑම විටම >1 පෙන්වයි.සහසංයුජ නොවන (GNPs-SDBS@DW) නැනෝ තරල සහසංයුජ (GNPs-COOH@DW) නැනෝ ද්‍රව්‍යවලට අනුරූපව තාප හුවමාරුවේ ඉහළ සාමාන්‍ය වැඩිවීමක් පෙන්නුම් කරයි.
සහසංයුජ නොවන (VNP-SDBS@DW) සහ සහසංයුජ (VNP-COOH@DW) නැනෝ තරලවල සාමාන්‍ය ඝර්ෂණ සංගුණකය (\({f}_{Nanofluids}/{f}_{Basefluid}\)) සෑම විටම ≈1 වේ .සහසංයුජ නොවන (ZNP-SDBS@DV) සහ සහසංයුජ (ZNP-COOH@DV) නැනෝ තරලවල ඝර්ෂණය (\({f}_{Twisted}/{f}_{Plain}\)) සෑම විටම > 3.
අවස්ථා දෙකේදීම (45° සහ 90° හෙලික්ස් කෝණය), නැනෝ තරල (GNPs-SDBS@DW) ඉහළ (\({\Delta P}_{Nanofluids}/{\Delta P}_{Basefluid}\)) 0.025 2.04% සඳහා wt .%, 2.46% සඳහා 0.05 wt.% සහ 3.44% සඳහා 0.1 wt.%.මේ අතර, (GNPs-COOH@DW) නැනෝ තරල අඩු (\({\Delta P}_{Nanofluids}/{\Delta P}_{Basefluid}\)) 1.31% සිට 0.025 wt.% සිට 1.65% දක්වා පෙන්නුම් කළේ 0.05 වේ. බර අනුව%.ඊට අමතරව, සහසංයුජ නොවන (GNPs-SDBS@DW) සහ සහසංයුජ (GNPs-COOH@DW) හි සාමාන්‍ය පීඩන පාඩුව (\({\Delta P}_{Twisted}/{\Delta P}_{Plain}\) ))) නැනෝ තරල සෑම විටම >3.
අවස්ථා දෙකේදීම (45° සහ 90° හෙලික්ස් කෝණ), නැනෝ තරල (GNPs-SDBS@DW) වැඩි (\({PEC}_{Nanofluids}/{PEC} _{Basefluid}\)) @DW අගයක් පෙන්නුම් කළේය. , උදා: 0.025 wt.% – 1.17, 0.05 wt.% – 1.19, 0.1 wt.% – 1.26.මෙම අවස්ථාවේදී, (GNPs-COOH@DW) නැනෝ තරල භාවිතා කරන (\({PEC}_{Nanofluids}/{PEC}_{Basefluid}\)) අගයන් 0.025 wt.% සඳහා 1.02, 0 සඳහා 1.05 , 05 wt.% සහ 1.02 යනු බර අනුව 0.1% කි.මීට අමතරව, Re = 11,000 දී, 0.1 wt%-GNPs@SDBS 45° හෙලික්ස් කෝණය සඳහා 1.25 වැනි ඉහළ අගයන් (\({PEC}_{Twisted}/{PEC}_{Plain}\)) පෙන්නුම් කළේය. සහ 90° හෙලික්ස් කෝණය 1.27.
Thianpong, C. et al.තාප හුවමාරුවෙහි නැනෝ තරල ටයිටේනියම් ඩයොක්සයිඩ්/ජල ප්‍රවාහයේ බහුකාර්ය ප්‍රශස්තකරණය, ඩෙල්ටා පියාපත් සහිත ඇඹරුණු ටේප් ඇතුළු කිරීම් මගින් වැඩි දියුණු කිරීම.අභ්යන්තර J. Hot.විද්යාව.172, 107318 (2022).
Langerudi, HG සහ Jawaerde, C. සාමාන්‍ය සහ V-හැඩැති ඇඹරුණු පටි සමඟින් ඇතුල් කරන ලද බෙලෝ වල නිව්ටෝනියානු නොවන තරල ප්‍රවාහය පිළිබඳ පර්යේෂණාත්මක අධ්‍යයනය.තාපය සහ ස්කන්ධ හුවමාරුව 55, 937–951 (2019).
ඩොං, X. et al.සර්පිලාකාර විකෘති නල තාප හුවමාරුවක [J] තාප හුවමාරු ලක්ෂණ සහ ප්රවාහ ප්රතිරෝධය පිළිබඳ පර්යේෂණාත්මක අධ්යයනය.යෙදුම් උෂ්ණත්වය.ව්යාපෘතිය.176, 115397 (2020).
Yongsiri, K., Eiamsa-Ard, P., Wongcharee, K. & Eiamsa-Ard, SJCS ආනතව වෙන් කරන වරල් සහිත කැළඹිලි සහිත නාලිකා ප්‍රවාහයේ වැඩි දියුණු කළ තාප හුවමාරුව.මාතෘකා පර්යේෂණ.උෂ්ණත්වය.ව්යාපෘතිය.3, 1-10 (2014).