Características hidrodinámicas no isotérmicas de un nanofluido en un paquete de tubos giratorios con aletas
Autores: Alazwari, Mashhour A.; Safaei, Mohammad Reza
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Características hidrodinámicas no isotérmicas de un nanofluido en un paquete de tubos giratorios con aletas
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Nueva configuración
Haz de tubos rotativo
Hidrodinámica
Nanofluido
Coeficiente de transferencia de calor
Número de Reynolds
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
En el estudio actual, se simuló una nueva configuración de un haz de tubos rotativos en condiciones hidrodinámicas no isotérmicas utilizando un modelo de mezcla. Se consideraron ocho aletas en este estudio, que se centraron en la hidrodinámica del sistema. Se utilizó un nanofluido de cobre acuoso como fluido de transferencia de calor. Se aplicaron diversos factores operativos, como la velocidad de rotación (hasta 500 rad/s), el número de Reynolds (10-80) y la concentración del nanofluido (0.0-4.0%), y se evaluó el rendimiento del intercambiador de calor de microcanales. Se encontró que el coeficiente de transferencia de calor del sistema podría mejorarse aumentando el número de Reynolds, la concentración del nanofluido y la velocidad de rotación. El máximo aumento en el coeficiente de transferencia de calor (HTC) fue del 258% después de agregar una concentración de nanopartículas volumétricas del 4% al fluido base y aumentar Re de 10 a 80 y de 0 a 500 rad/s. Además, a Re = 80 y = 500 rad/s, los valores de HTC medidos para el nanofluido fueron un 42.3% más altos que los calculados para el agua, mostrando el impacto positivo de las nanopartículas en el paradigma de transferencia de calor. Además, se identificó que la presencia de nanopartículas de cobre no tuvo un efecto significativo en la caída de presión del sistema. Esto se atribuyó a la interacción del flujo de fluido y el flujo circulado alrededor de los tubos. Finalmente, el coeficiente de transferencia de calor y la caída de presión no tuvieron cambios considerables al aumentar la velocidad de rotación a altos números de Reynolds.
Descripción
En el estudio actual, se simuló una nueva configuración de un haz de tubos rotativos en condiciones hidrodinámicas no isotérmicas utilizando un modelo de mezcla. Se consideraron ocho aletas en este estudio, que se centraron en la hidrodinámica del sistema. Se utilizó un nanofluido de cobre acuoso como fluido de transferencia de calor. Se aplicaron diversos factores operativos, como la velocidad de rotación (hasta 500 rad/s), el número de Reynolds (10-80) y la concentración del nanofluido (0.0-4.0%), y se evaluó el rendimiento del intercambiador de calor de microcanales. Se encontró que el coeficiente de transferencia de calor del sistema podría mejorarse aumentando el número de Reynolds, la concentración del nanofluido y la velocidad de rotación. El máximo aumento en el coeficiente de transferencia de calor (HTC) fue del 258% después de agregar una concentración de nanopartículas volumétricas del 4% al fluido base y aumentar Re de 10 a 80 y de 0 a 500 rad/s. Además, a Re = 80 y = 500 rad/s, los valores de HTC medidos para el nanofluido fueron un 42.3% más altos que los calculados para el agua, mostrando el impacto positivo de las nanopartículas en el paradigma de transferencia de calor. Además, se identificó que la presencia de nanopartículas de cobre no tuvo un efecto significativo en la caída de presión del sistema. Esto se atribuyó a la interacción del flujo de fluido y el flujo circulado alrededor de los tubos. Finalmente, el coeficiente de transferencia de calor y la caída de presión no tuvieron cambios considerables al aumentar la velocidad de rotación a altos números de Reynolds.