مهندسی گاز ایران

بهبود انتقال حرارت در مبدل‌های حرارتی با استفاده از جریان نانوسیال

نوع مقاله : مقاله ترویجی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، مهندسی شیمی، دانشکدۀ مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 استاد، گروه آموزشی مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

چکیده

در کاربردهای مهندسی، انتقال حرارت سیالات از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. بنابراین مهندسان و پژوهشگران روش‌های متعددی را به‌منظور افزایش انتقال حرارت پیشنهاد نموده‌اند و در سال‌های اخیر روش‌های نوینی به همین منظور به کار گرفته شده ‌است. یکی از این روش‌ها استفاده از نانوسیال می‌باشد. نانوسیال‌ها دارای خواص حرارتی مطلوبی نسبت به سیال پایه هستند. در این مقاله آخرین پژوهش‌های انجام‌شده در زمینۀ استفاده از نانوسیال در مبدل‌های حرارتی دولوله‌ای و پوسته ‌لوله با شرح سیستم آزمایش و خلاصۀ نتایج مورد بررسی قرار گرفته است. در پایان نیز نتایج استفاده از مبدل پوسته ‌لوله به‌عنوان بستری برای انجام واکنش‌های گرمازا در فرایند سنتز فیشر تروپش با استفاده از نانوسیال ارائه شده است. در همۀ‌ کارهای انجام‌شده‌ با افزایش کسر حجمی نانوذرات و با افزایش عدد رینولدز ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی و بازده فرایند افزایش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Heat Transfer Improve in Heat Exchangers using Flow of Nanofluids

نویسندگان [English]

  • Ali Reza Mohammadi Ghahdarijani 1
  • Ali Haghighi Asl 2
  • Faramarz Hormozi 2

1 Faculty of Chemical, Petroleum and Gas Engineering ,Semnan University, Semnan, Iran

2 Professor Of Department of Chemical Engineering, Faculty of Chemical, Petroleum and Gas Engineering, Semnan University, Semnan, Iran

چکیده [English]

Heat transfer has a crucial importance in the engineering applications; therefore, various methods for enhancing the heat transfer have been proposed by the researchers and new methods have been developed in recent years. One of these methods is using nanofluids. Nanofluids have enhanced thermal properties in compare with the base fluid. In this paper, the latest studies on the use of nanofluids in the double tube heat exchangers and shell and tube heat exchangers with description of the test system has been evaluated and the results have been summarized. In the end, the results of using shell and tube heat exchangers as a bed for exothermic reactions in the process of Fischer-Tropsch synthesis using nanofluids is provided. In all of the work done by increasing the nanoparticles volume fraction and the Reynolds number, the heat transfer coefficient and process efficiency have increased.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nanofluid
  • Double tube heat exchanger
  • Heat transfer
  • Shell and tube heat exchangers
  1. Khedkar, Rohit S., Shriram S. Sonawane, “Heat transfer study on concentric tube heat exchanger using TiO2–water based nanofluid”, International Communications in Heat and Mass Transfer 57, 2014, pp. 163–169.
  2. Xuan, Y., W. Roetzel, “Conceptions for heat transfer correlations of nanofluids”, Int. J. Heat Mass Transfer 43, 2000, pp. 3701–3707.
  3. Xuan, Y. and Q. Li, “Investigation on convective Heat transfer and flow features an nanofluids”, J. Heat transfer 125, 2003, pp. 151.
  4. Bell, K. J., “Final report of the cooperative research program on shell-and-tube heat exchangers”, Eng. Expt. Sta, BullUniversityof Delaware, 1963.
  5. Maxwell, J. C., A Treatise on Electricity and Magnetism, second ed. Clarendon Press, Oxford University, UK, 1881.
  6. Darzi, A. A., M. Farhadi, K. Sedighi, “International Communications in Heat and Mass Transfer”, International Communications in Heat and Mass Transfer 47, 2013, pp. 105–112.
  7. Albadr, J., S. Tayal, M. Alasadi, “Heat transfer through heat exchanger using Al2O3 nanofluid at different concentrations”, Case Studies in Thermal Engineering 1, 2013, pp. 38–44.
  8. Farajollahi, B., S. Gh. Etemad, M. Hojjat, “Heat transfer of nanofluids in a shell and tube heat exchanger”, International Journal of Heat and Mass Transfer 53, 2010, pp. 12–17.
  9. Jayhooni, S. M. H., A. Mirvakili, M. R. Rahimpour, “Nanofluid concept for enhancement of hydrogen utilization and gasoline production in fixed bed reactor Fischer-Tropsch synthesis of GTL (gas to liquid) technology”, Journal of Natural Gas Science and Engineering 9, 2012, 172e183.
مهندسی گاز ایران
دوره 4، شماره 2 - شماره پیاپی 6
اسفند 1396
صفحه 25-33
  • تاریخ دریافت: 04 اردیبهشت 1401
  • تاریخ پذیرش: 04 اردیبهشت 1401