بهبود عملکرد مبدل‌های حرارتی به کمک نانوسیالات
مبدل‌های حرارتی تجهیزاتی هستند که به منظور انتقال بهینه حرارت از یک محیط به محیط دیگر استفاده می شود؛ این تجهیزات، حرارت را بین دو یا چند جریان سیال منتقل می‌کنند.مبدل‌های حرارتی در صنایع مختلفی از جمله صنایع نیروگاهی، تهویه مطبوع و صنایع نفت و گاز مورد استفاده قرار می‌گیرند. نقش اصلی در مبدل‌ها برعهده سیال جاری در آنها است. بهینه سازی خواص انتقال حرارت این سیالات می‌تواند گامی مهم در راستای بهینه‌سازی عملکرد مبدل حرارتی و در نهایت افزایش بهره‌وری در صنایع شود.
دکتر مرتضی خوشوقت علی‌آبادی محقق دانشگاه آزاد اسلامی واحد شاهرود در خصوص اهداف این طرح گفت: امروزه، موضوع کاهش یا بهینه‌سازی مصرف انرژی با توجه به رو به اتمام بودن منابع سوخت‌های فسیلی بسیار حائز اهمیت است. به این منظور، طراحان مبدل‌های حرارتی بر این باورند که می‌توان با اعمال تغییراتی هرچند کوچک، مصرف انرژی در این تجهیزات را به شکل قابل‌توجهی کاهش داد.
خوشوقت ادامه داد: در این راستا، بهبود عملکرد حرارتی-هیدرولیکی نانوسیالات فلزی به عنوان سیال مورد استفاده در مبدل‌های حرارتی با مسیر مارپیچ، هدف اصلی این پژوهش بوده است؛ با بهبود عملکرد مبدل حرارتی، امکان کوچک‌سازی ابعاد و در نتیجه کاهش هزینه‌های تولید آن فراهم و این موضوع منجر به کاهش در مصرف سوخت و حفاظت بهتر از محیط زیست می شود.
وی در خصوص نانوذرات بکاررفته در این نانوسیالات افزود: در این مطالعه عملکرد سه نانوسیال فلزی مس/آب، آهن/آب و نقره/آب درون مبدل حرارتی همزن دار با مسیر جریان مارپیچی مورد مطالعه قرار گرفته و عملکرد آنها با سیال آب مقایسه شده است. استفاده از این نانوذرات فلزی در آب موجب افزایش قابل توجه هدایت حرارتی و در نتیجه بهبود کارایی و بازدهی مبدل حرارتی شده است.
به گفته وی بر اساس نتایج به دست آمده از آزمایش‌ها، در شرایط کاری یکسان، نانوسیال مس/آب عملکرد حرارتی بهتری در مقایسه با نانوسیالات دیگر دارد. همچنین افزایش دور همزن موجب بهبود عملکرد مبدل حرارتی در زمان استفاده از نانوسیالات شده است.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر مرتضی خوشوقت علی‌آبادی، مهندس امید سرتیپ زاده و دکتر مجید سلامی از اعضای هیأت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد شاهرود و مهندس مجید نوری دانشجوی کارشناسی ارشد این دانشگاه است.
نتایج این تحقیق در نشریه Chemical Engineering Research and Design به چاپ رسیده است.
