بررسی آزمایشگاهی مشخصه‌های انجماد نانوسیال و مدل‌سازی به روش منطق فازی

در این مقاله اثر افزودن نانوذره تیتانیا بر رفتار انجمادی نانوسیال در غلظت‌های جرمی 0.01%، 0.02%، 0.04% مورد مطالعه قرار می‌گیرد. در این ارتباط، شاخصه‌های مهم در انجماد شامل درجه فراسرمایش، زمان انجماد، دمای تشکیل هسته و دمای تغییر فاز به روش آزمایشگاهی اندازه‌گیری شده است. برای انجام آزمایشات از دستگاه مولد سرما برپایه سیکل تبرید تراکمی استفاده شده است. نتایج آزمایش نشان می‌دهد افزودن نانوذرات اثر قابل توجهی بر بهبود رفتار انجمادی سیال پایه دارد؛ به‌طوری که مقایسه نتایج فرایند انجماد سیال پایه و نانوسیال نشان می‌دهد که حضور نانوذرات در سیال موجب کاهش قابل توجه زمان انجماد و درجه فراسرمایش و افزایش دمای تشکیل هسته سیال پایه می‌گردد. در مقایسه با آب دیونیزه، غلظت 0.04% جرمی نانوذره سبب کاهش 70% زمان انجماد، کاهش 69% در درجه فراسرمایش و افزایش 29 درصدی در دمای تشکیل هسته شده است. نتایج همچنین نشان می‌دهد که شار حرارتی برداشت‌شده در فرایند انجماد نانوسیال تیتانیا بیش از شار حرارتی سیال پایه است. همچنین در این تحقیق، نتایج آزمایشگاهی میزان کسر جرمی گذرای مایع در زمان انجماد در مقایسه با نتایج به‌دست آمده از منطق فازی مورد بررسی قرارمی‌گیرد. براساس نتایج حاصل از مدل‌سازی، منطق فازی روش قابل اطمینان در ارایه نتایج کسر جرمی گذرای مایع در زمان‌های مختلف است. ارزیابی دقت مدل ارایه شده در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهد میانگین خطای نسبی منطق فازی در غلظت‌های ناچیز، کمتر است.