بررسی تجربی انتقال حرارت جابجایی اجباری نانوسیال فریک گرافنی در یک لوله دایروی تحت میدان مغناطیسی

امروزه نانوسیالات با توجه به پتانسیل خود در افزایش نرخ انتقال حرات و خنک کاری سیستم های مختلف، توجهات زیادی را در تحقیقات به خود جلب کرده اند. از طرف دیگر، تحقیقات جدید نشان می دهند که نانوسیالات گرافن دار، حتی در غلظت های پایین هم توانایی بیشتری در افزایش ضریب انتقال حرارت جابه جایی نسبت به نانوسیالات متداول دارند. با درنظرگرفتن این موضوع در مطالعه حاضر از نانوسیال حاوی نانوذرات فریت کبالت/گرافن به عنوان سیال عامل برای بررسی تجربی تاثیر آن بر انتقال حرارت جابه جایی اجباری سیال عبوری از یک کانال دایروی از جنس مس که تحت شار حرارتی ثابت و در رژیم جریان آرام قرار دارد، استفاده شده است. گفتنی است اثر میدان مغناطیسی بر نانوذرات به عنوان یکی از روش های فعال در بهبود نرخ انتقال حرارت مطرح است. برای نیل به این هدف، تاثیر قدرت میدان مغناطیسی خارجی و همچنین تاثیر اعمال فرکانس های مختلف بر میزان بهبود انتقال حرارت در اعداد رینولدز و غلظت های مختلف بررسی و فرکانس بهینه به دست آورده شده است. نتایج نشان می دهند که نرخ انتقال حرارت نانوسیال هیبریدی مورد آزمایش در حضور میدان مغناطیسی ثابت و متناوب بهبود یافته، به طوری که این افزایش تحت میدان متناوب چشمگیرتر از میدان ثابت است. همچنین نتایج نشان می دهند که در غیاب میدان مغناطیسی و عدد رینولدز 571، میانگین افزایش انتقال حرارت جابه جایی فروفلوید با غلظت 0/6 به 15/2% در مقایسه با آب خالص رسیده است، در حالی که این مقدار با اعمال میدان مغناطیسی ثابت و متناوب به ترتیب به 19/7 و 31% می رسد.

Experimental Investigation of Convective Heat Transfer of Ferro-Nanofluid Containing Graphene in a Circular Tube under Magnetic Field

Today, nanofluid is attracting intense research due to its potential to augment the heat transfer rate and the cooling rate in many systems. On the other hand, new research progresses indicate that graphene nanofluids even in very low concentrations could provide higher convective heat transfer coefficient in comparison to the conventional nanofluids. For this reason, we used nanofluid containing the CoFe2O4/GO nanoparticles as working fluid to perform experimental investigation of its effect on laminar forced convective heat transfer in the flow passing through a copper tube, which is under a uniform heat flux. It should be noted that utilizing magnetic field on nanoparticles is one of the active methods for improving the heat transfer rate. To achieve this objective, the effect of external magnetic field intensity and also the effect of applying different frequencies on the improvement of heat transfer in Reynolds number and different concentration is also investigated and the optimum frequency were obtained. The results showed that the heat transfer of the studied hybrid nanofluid has been improved in the presence of constant and alternating magnetic fields and the amount of heat transfer increment, due to an alternating magnetic field, is more significant compared with a constant magnetic field. The results also show that in the absence of magnetic field, using ferrofluid with concentration of phi;=0.6%, improves the average enhancement in convective heat transfer up to 15.2% relative to the DIwater at Re=571, while this value is increased up to 19.7% and 31% by using constant and alternating magnetic field, respectively.