304 স্টেইনলেস স্টিল কয়েলড টিউবিং রাসায়নিক উপাদান, টার্বুলেটর দিয়ে সজ্জিত গোল টিউবগুলিতে সমযোজী এবং নন-কোভ্যালেন্টলি কার্যকরী গ্রাফিন ন্যানোশিটের থার্মোডাইনামিক বিশ্লেষণ

Nature.com পরিদর্শন করার জন্য আপনাকে ধন্যবাদ.আপনি সীমিত CSS সমর্থন সহ একটি ব্রাউজার সংস্করণ ব্যবহার করছেন।সেরা অভিজ্ঞতার জন্য, আমরা আপনাকে একটি আপডেট করা ব্রাউজার ব্যবহার করার পরামর্শ দিই (অথবা ইন্টারনেট এক্সপ্লোরারে সামঞ্জস্য মোড অক্ষম করুন)৷উপরন্তু, চলমান সমর্থন নিশ্চিত করার জন্য, আমরা স্টাইল এবং জাভাস্ক্রিপ্ট ছাড়া সাইট দেখাই।
স্লাইডার প্রতি স্লাইডে তিনটি নিবন্ধ দেখাচ্ছে৷স্লাইডগুলির মধ্য দিয়ে যেতে পিছনে এবং পরবর্তী বোতামগুলি ব্যবহার করুন, অথবা প্রতিটি স্লাইডের মধ্য দিয়ে যাওয়ার জন্য শেষে স্লাইড কন্ট্রোলার বোতামগুলি ব্যবহার করুন৷

চীনে 304 10*1 মিমি স্টেইনলেস স্টীল কয়েলড টিউবিং

আকার: 3/4 ইঞ্চি, 1/2 ইঞ্চি, 1 ইঞ্চি, 3 ইঞ্চি, 2 ইঞ্চি

ইউনিট পাইপ দৈর্ঘ্য: 6 মিটার

ইস্পাত গ্রেড: 201, 304 এবং 316

গ্রেড: 201, 202, 304, 316, 304L, 316 L,

উপাদান: স্টেইনলেস স্টীল

শর্ত: নতুন

সমযোজী এবং নন-কোভ্যালেন্ট ন্যানোফ্লুইডগুলি 45° এবং 90° হেলিক্স কোণ সহ পাকানো টেপ সন্নিবেশ দ্বারা সজ্জিত গোল টিউবগুলিতে পরীক্ষা করা হয়েছিল।রেনল্ডস সংখ্যা ছিল 7000 ≤ Re ≤ 17000, থার্মোফিজিকাল বৈশিষ্ট্যগুলি 308 K-তে মূল্যায়ন করা হয়েছিল। ভৌত মডেলটি একটি দুই-প্যারামিটার টার্বুলেন্ট সান্দ্রতা মডেল (এসএসটি কে-ওমেগা টার্বুলেন্স) ব্যবহার করে সংখ্যাগতভাবে সমাধান করা হয়েছে।কাজটিতে ন্যানোফ্লুইড ZNP-SDBS@DV এবং ZNP-COOH@DV-এর ঘনত্ব (0.025 wt.%, 0.05 wt.%, এবং 0.1 wt.%) বিবেচনা করা হয়েছিল।পেঁচানো টিউবগুলির দেয়ালগুলি 330 কে একটি ধ্রুবক তাপমাত্রায় উত্তপ্ত হয়। বর্তমান গবেষণায় ছয়টি পরামিতি বিবেচনা করা হয়েছিল: আউটলেট তাপমাত্রা, তাপ স্থানান্তর সহগ, গড় নুসেল্ট নম্বর, ঘর্ষণ সহগ, চাপ হ্রাস এবং কর্মক্ষমতা মূল্যায়নের মানদণ্ড।উভয় ক্ষেত্রেই (45° এবং 90° এর হেলিক্স কোণ), ZNP-SDBS@DV ন্যানোফ্লুইড ZNP-COOH@DV-এর তুলনায় উচ্চতর তাপ-জলবাহী বৈশিষ্ট্য দেখিয়েছে এবং এটি ক্রমবর্ধমান ভর ভগ্নাংশের সাথে বৃদ্ধি পেয়েছে, উদাহরণস্বরূপ, 0.025 wt।, এবং 0.05 wt.হল 1.19।% এবং 1.26 – 0.1 wt.%।উভয় ক্ষেত্রেই (হেলিক্স কোণ 45° এবং 90°), GNP-COOH@DW ব্যবহার করার সময় থার্মোডাইনামিক বৈশিষ্ট্যের মান 0.025% wt এর জন্য 1.02, 0.05% wt এর জন্য 1.05।এবং 0.1% wt এর জন্য 1.02।
হিট এক্সচেঞ্জার হল একটি থার্মোডাইনামিক ডিভাইস 1 যা শীতল ও গরম করার সময় তাপ স্থানান্তর করতে ব্যবহৃত হয়।হিট এক্সচেঞ্জারের তাপ-হাইড্রোলিক বৈশিষ্ট্যগুলি তাপ স্থানান্তর সহগকে উন্নত করে এবং কার্যকরী তরলের প্রতিরোধকে হ্রাস করে।তাপ স্থানান্তর উন্নত করার জন্য বেশ কিছু পদ্ধতি তৈরি করা হয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে টার্বুলেন্স বর্ধক 2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 এবং nanofluids12,13,14,15।রক্ষণাবেক্ষণের সহজতা এবং কম খরচ7,16 এর কারণে হিট এক্সচেঞ্জারগুলিতে তাপ স্থানান্তর উন্নত করার জন্য টুইস্টেড টেপ সন্নিবেশ অন্যতম সফল পদ্ধতি।
পরীক্ষামূলক এবং গণনামূলক গবেষণার একটি সিরিজে, ন্যানোফ্লুইড এবং পাকানো টেপ সন্নিবেশ সহ হিট এক্সচেঞ্জারের মিশ্রণের হাইড্রোথার্মাল বৈশিষ্ট্যগুলি অধ্যয়ন করা হয়েছিল।একটি পরীক্ষামূলক কাজে, তিনটি ভিন্ন ধাতব ন্যানোফ্লুইডের (Ag@DW, Fe@DW এবং Cu@DW) হাইড্রোথার্মাল বৈশিষ্ট্যগুলি একটি সুই টুইস্টেড টেপ (STT) হিট এক্সচেঞ্জার 17-এ অধ্যয়ন করা হয়েছিল।বেস পাইপের সাথে তুলনা করে, STT এর তাপ স্থানান্তর সহগ 11% এবং 67% দ্বারা উন্নত হয়েছে।α = β = 0.33 প্যারামিটারের সাথে দক্ষতার পরিপ্রেক্ষিতে অর্থনৈতিক দৃষ্টিকোণ থেকে SST বিন্যাসটি সর্বোত্তম।উপরন্তু, Ag@DW-এর সাথে n-এ 18.2% বৃদ্ধি পরিলক্ষিত হয়েছে, যদিও চাপ হ্রাসের সর্বাধিক বৃদ্ধি ছিল মাত্র 8.5%।কয়েলযুক্ত টারবুলেটর সহ এবং ছাড়া ঘনকেন্দ্রিক পাইপে তাপ স্থানান্তর এবং চাপ হ্রাসের শারীরিক প্রক্রিয়াগুলি জোরপূর্বক সংবহন সহ Al2O3@DW ন্যানোফ্লুইডের অশান্ত প্রবাহ ব্যবহার করে অধ্যয়ন করা হয়েছিল।কুণ্ডলী পিচ = 25 মিমি এবং Al2O3@DW ন্যানোফ্লুইড 1.6 ভলিউড % হলে সর্বাধিক গড় নুসেল্ট সংখ্যা (Nuavg) এবং চাপ হ্রাস Re = 20,000 এ পরিলক্ষিত হয়।WC সন্নিবেশ সহ প্রায় বৃত্তাকার টিউবের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত গ্রাফিন অক্সাইড ন্যানোফ্লুইড (GO@DW) এর তাপ স্থানান্তর এবং চাপ হ্রাসের বৈশিষ্ট্যগুলি অধ্যয়ন করার জন্য পরীক্ষাগার অধ্যয়নগুলিও পরিচালিত হয়েছে।ফলাফলগুলি দেখায় যে 0.12 ভলিউম%-GO@DW প্রায় 77% দ্বারা পরিবাহী তাপ স্থানান্তর সহগ বাড়িয়েছে।অন্য একটি পরীক্ষামূলক গবেষণায়, ন্যানোফ্লুইডগুলি (TiO2@DW) তৈরি করা হয়েছিল টুইস্টেড টেপ সন্নিবেশের সাথে লাগানো ডিম্পল টিউবের তাপ-হাইড্রোলিক বৈশিষ্ট্যগুলি অধ্যয়ন করার জন্য।সর্বাধিক হাইড্রোথার্মাল দক্ষতা 1.258 অর্জন করা হয়েছে 0.15 ভলিউম%-TiO2@DW ব্যবহার করে 45° বাঁকযুক্ত শ্যাফ্টে এমবেড করা 3.0 এর একটি মোচড় ফ্যাক্টর সহ।একক-ফেজ এবং দ্বি-ফেজ (হাইব্রিড) সিমুলেশন মডেলগুলি বিভিন্ন ঘনত্বে CuO@DW ন্যানোফ্লুইডের প্রবাহ এবং তাপ স্থানান্তরকে বিবেচনা করে (1–4% ভলিউম%)21।একটি পেঁচানো টেপ দিয়ে ঢোকানো একটি টিউবের সর্বোচ্চ তাপীয় দক্ষতা হল 2.18, এবং একই অবস্থায় দুটি পেঁচানো টেপ সহ একটি টিউব ঢোকানো হল 2.04 (টু-ফেজ মডেল, Re = 36,000 এবং 4 ভলিউম।%)।কারবোক্সিমিথাইল সেলুলোজ (CMC) এবং কপার অক্সাইড (CuO) এর নন-নিউটনিয়ান অশান্ত ন্যানোফ্লুইড প্রবাহটি প্রধান পাইপ এবং পেঁচানো সন্নিবেশ সহ পাইপগুলিতে অধ্যয়ন করা হয়েছে।Nuavg 16.1% (মূল পাইপলাইনের জন্য) এবং 60% (কয়েলড পাইপলাইনের জন্য (H/D = 5) অনুপাতের জন্য) উন্নতি দেখায়।সাধারণত, একটি নিম্ন বাঁক-থেকে-ফিতা অনুপাতের ফলে ঘর্ষণ সহগ উচ্চতর হয়।একটি পরীক্ষামূলক গবেষণায়, তাপ স্থানান্তর এবং ঘর্ষণ সহগ বৈশিষ্ট্যের উপর একটি পাকানো টেপ (টিটি) এবং কয়েল (ভিসি) সহ পাইপের প্রভাব CuO@DW nanofluids ব্যবহার করে অধ্যয়ন করা হয়েছিল।0.3 ভলিউম ব্যবহার করে।%-CuO@DW এ = 20,000 VK-2 পাইপে তাপ স্থানান্তর সর্বোচ্চ 44.45% পর্যন্ত বৃদ্ধি করা সম্ভব করে।উপরন্তু, একই সীমানা অবস্থার অধীনে একটি বাঁকানো জোড়া তার এবং একটি কুণ্ডলী সন্নিবেশ ব্যবহার করার সময়, DW এর তুলনায় ঘর্ষণ সহগ 1.17 এবং 1.19 এর ফ্যাক্টর দ্বারা বৃদ্ধি পায়।সাধারণভাবে, কয়েলে ঢোকানো ন্যানোফ্লুইডের তাপীয় দক্ষতা আটকে থাকা তারের মধ্যে ঢোকানো ন্যানোফ্লুইডের চেয়ে ভালো।একটি অশান্ত (MWCNT@DW) ন্যানোফ্লুইড প্রবাহের ভলিউম্যাট্রিক বৈশিষ্ট্য একটি সর্পিল তারের মধ্যে ঢোকানো একটি অনুভূমিক টিউবের ভিতরে অধ্যয়ন করা হয়েছিল।থার্মাল পারফরম্যান্সের পরামিতিগুলি সমস্ত ক্ষেত্রে > 1 ছিল, যা ইঙ্গিত করে যে কুণ্ডলী সন্নিবেশের সাথে ন্যানোফ্লুইডিক্সের সংমিশ্রণ পাম্প শক্তি ব্যবহার না করে তাপ স্থানান্তরকে উন্নত করে।বিমূর্ত—একটি পরিবর্তিত টুইস্টেড-টুইস্টেড V-আকৃতির টেপ (VcTT) দিয়ে তৈরি বিভিন্ন সন্নিবেশ সহ একটি দুই-পাইপ হিট এক্সচেঞ্জারের হাইড্রোথার্মাল বৈশিষ্ট্যগুলি Al2O3 + TiO2@DW ন্যানোফ্লুইডের অশান্ত প্রবাহের অবস্থার অধীনে অধ্যয়ন করা হয়েছে।বেস টিউবে DW-এর তুলনায়, Nuavg-এর উল্লেখযোগ্য উন্নতি 132% এবং ঘর্ষণ সহগ 55% পর্যন্ত।উপরন্তু, একটি দুই-পাইপ হিট এক্সচেঞ্জার26-এ Al2O3+TiO2@DW ন্যানোকম্পোজিট-এর শক্তি দক্ষতা নিয়ে আলোচনা করা হয়েছিল।তাদের গবেষণায়, তারা দেখেছে যে Al2O3 + TiO2@DW এবং TT ব্যবহার DW এর তুলনায় ব্যায়ামের দক্ষতা উন্নত করেছে।ভিসিটিটি টার্বুলেটর সহ কেন্দ্রীভূত নলাকার তাপ এক্সচেঞ্জারগুলিতে, সিং এবং সরকার27 ফেজ পরিবর্তন উপকরণ (পিসিএম), বিচ্ছুরিত একক/ন্যানোকম্পোজিট ন্যানোফ্লুইড (পিসিএম এবং আল2ও3 + পিসিএম সহ Al2O3@DW) ব্যবহার করে।তারা রিপোর্ট করেছে যে তাপ স্থানান্তর এবং চাপের ক্ষতি বৃদ্ধি পায় কারণ টুইস্ট সহগ হ্রাস পায় এবং ন্যানো পার্টিকেল ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়।একটি বৃহত্তর V-খাঁজ গভীরতা ফ্যাক্টর বা একটি ছোট প্রস্থ ফ্যাক্টর বৃহত্তর তাপ স্থানান্তর এবং চাপ হ্রাস প্রদান করতে পারে।এছাড়াও, গ্রাফিন-প্ল্যাটিনাম (Gr-Pt) 2-TT28 সন্নিবেশ সহ টিউবে তাপ, ঘর্ষণ এবং সামগ্রিক এনট্রপি জেনারেশন রেট তদন্ত করতে ব্যবহৃত হয়েছে।তাদের গবেষণায় দেখা গেছে যে (Gr-Pt) এর একটি ছোট শতাংশ তুলনামূলকভাবে উচ্চ ঘর্ষণজনিত এনট্রপি বিকাশের তুলনায় তাপ এনট্রপি উত্পাদন উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করেছে।মিশ্রিত Al2O3@MgO nanofluids এবং conical WC একটি ভাল মিশ্রণ হিসাবে বিবেচিত হতে পারে, যেহেতু একটি বর্ধিত অনুপাত (h/Δp) একটি দুই-টিউব হিট এক্সচেঞ্জার 29 এর হাইড্রোথার্মাল কর্মক্ষমতা উন্নত করতে পারে।DW30 এ স্থগিত বিভিন্ন থ্রি-পার্ট হাইব্রিড ন্যানোফ্লুইড (THNF) (Al2O3 + graphene + MWCNT) সহ হিট এক্সচেঞ্জারগুলির শক্তি-সঞ্চয় এবং পরিবেশগত কর্মক্ষমতা মূল্যায়ন করতে একটি সংখ্যাসূচক মডেল ব্যবহার করা হয়।1.42-2.35 রেঞ্জে এর পারফরমেন্স ইভালুয়েশন ক্রাইটেরিয়া (PEC) এর কারণে, ডিপ্রেসড টুইস্টেড টারবুলাইজার ইনসার্ট (DTTI) এবং (Al2O3 + Graphene + MWCNT) এর সংমিশ্রণ প্রয়োজন।
এখন অবধি, তাপীয় তরলগুলিতে হাইড্রোডাইনামিক প্রবাহে সমযোজী এবং অ-সমযোজী কার্যকরীকরণের ভূমিকার প্রতি খুব কম মনোযোগ দেওয়া হয়েছে।এই অধ্যয়নের সুনির্দিষ্ট উদ্দেশ্য ছিল 45° এবং 90° হেলিক্স কোণ সহ পাকানো টেপ সন্নিবেশে ন্যানোফ্লুইড (ZNP-SDBS@DV) এবং (ZNP-COOH@DV) এর তাপ-হাইড্রোলিক বৈশিষ্ট্যের তুলনা করা।থার্মোফিজিকাল বৈশিষ্ট্যগুলি টিন = 308 কে-তে পরিমাপ করা হয়েছিল। এই ক্ষেত্রে, তিনটি ভর ভগ্নাংশকে তুলনা প্রক্রিয়ায় বিবেচনা করা হয়েছিল, যেমন (0.025 wt.%, 0.05 wt.% এবং 0.1 wt.%)।3D টার্বুলেন্ট ফ্লো মডেলে শিয়ার স্ট্রেস ট্রান্সফার (SST k-ω) তাপ-হাইড্রোলিক বৈশিষ্ট্যগুলি সমাধান করতে ব্যবহৃত হয়।এইভাবে, এই অধ্যয়নটি ইতিবাচক বৈশিষ্ট্য (তাপ স্থানান্তর) এবং নেতিবাচক বৈশিষ্ট্য (ঘর্ষণে চাপের ড্রপ) অধ্যয়নে একটি উল্লেখযোগ্য অবদান রাখে, এই ধরনের ইঞ্জিনিয়ারিং সিস্টেমে তাপ-জলবাহী বৈশিষ্ট্য এবং বাস্তব কার্যকারী তরলগুলির অপ্টিমাইজেশন প্রদর্শন করে।
মৌলিক কনফিগারেশন একটি মসৃণ পাইপ (L = 900 মিমি এবং ধ = 20 মিমি)।ঢোকানো পেঁচানো টেপের মাত্রা (দৈর্ঘ্য = 20 মিমি, বেধ = 0.5 মিমি, প্রোফাইল = 30 মিমি)।এই ক্ষেত্রে, সর্পিল প্রোফাইলের দৈর্ঘ্য, প্রস্থ এবং স্ট্রোক ছিল যথাক্রমে 20 মিমি, 0.5 মিমি এবং 30 মিমি।পাকানো টেপগুলি 45° এবং 90° এ ঝুঁকে আছে।বিভিন্ন কাজের তরল যেমন DW, নন-কোভ্যালেন্ট ন্যানোফ্লুইড (GNF-SDBS@DW) এবং সমযোজী ন্যানোফ্লুইড (GNF-COOH@DW) টিন = 308 কে, তিনটি ভিন্ন ভর ঘনত্ব এবং বিভিন্ন রেনল্ডস সংখ্যা।পরীক্ষাগুলি হিট এক্সচেঞ্জারের ভিতরে করা হয়েছিল।তাপ স্থানান্তর উন্নত করার পরামিতি পরীক্ষা করার জন্য সর্পিল টিউবের বাইরের প্রাচীরটি 330 কে একটি ধ্রুবক পৃষ্ঠের তাপমাত্রায় উত্তপ্ত হয়েছিল।
ডুমুর উপর.1 পরিকল্পিতভাবে প্রযোজ্য সীমানা শর্ত এবং জালযুক্ত এলাকা সহ একটি পেঁচানো টেপ সন্নিবেশ টিউব দেখায়।আগেই বলা হয়েছে, বেগ এবং চাপের সীমানা শর্তগুলি হেলিক্সের খাঁড়ি এবং আউটলেট অংশগুলিতে প্রযোজ্য।একটি ধ্রুবক পৃষ্ঠ তাপমাত্রায়, একটি নন-স্লিপ অবস্থা পাইপ প্রাচীর উপর আরোপ করা হয়।বর্তমান সংখ্যাসূচক সিমুলেশন একটি চাপ-ভিত্তিক সমাধান ব্যবহার করে।একই সময়ে, একটি প্রোগ্রাম (ANSYS FLUENT 2020R1) একটি আংশিক ডিফারেনশিয়াল সমীকরণ (PDE) কে সীমিত আয়তন পদ্ধতি (FMM) ব্যবহার করে বীজগণিতীয় সমীকরণের একটি সিস্টেমে রূপান্তর করতে ব্যবহৃত হয়।দ্বিতীয়-ক্রম SIMPLE পদ্ধতি (অনুক্রমিক চাপ-নির্ভর সমীকরণের জন্য আধা-অন্তর্নিহিত পদ্ধতি) বেগ-চাপের সাথে সম্পর্কিত।এটি জোর দেওয়া উচিত যে ভর, ভরবেগ, এবং শক্তি সমীকরণের জন্য অবশিষ্টাংশের অভিসরণ যথাক্রমে 103 এবং 106 এর কম।
p ভৌত এবং গণনামূলক ডোমেনের চিত্র: (a) হেলিক্স কোণ 90°, (b) হেলিক্স কোণ 45°, (c) কোন হেলিকাল ব্লেড নেই।
ন্যানোফ্লুইডের বৈশিষ্ট্য ব্যাখ্যা করতে একটি সমজাতীয় মডেল ব্যবহার করা হয়।বেস ফ্লুইড (DW) এর মধ্যে ন্যানোম্যাটেরিয়ালগুলিকে অন্তর্ভুক্ত করার মাধ্যমে, চমৎকার তাপীয় বৈশিষ্ট্য সহ একটি অবিচ্ছিন্ন তরল গঠিত হয়।এই বিষয়ে, বেস ফ্লুইড এবং ন্যানোমেটেরিয়ালের তাপমাত্রা এবং বেগ একই মান আছে।উপরের তত্ত্ব এবং অনুমানের কারণে, এই গবেষণায় দক্ষ একক-ফেজ প্রবাহ কাজ করে।বেশ কয়েকটি গবেষণা ন্যানোফ্লুইডিক প্রবাহ 31,32 এর জন্য একক-ফেজ কৌশলগুলির কার্যকারিতা এবং প্রযোজ্যতা প্রদর্শন করেছে।
ন্যানোফ্লুইডের প্রবাহ অবশ্যই নিউটনিয়ান অশান্ত, সংকোচযোগ্য এবং স্থির হতে হবে।কম্প্রেশন কাজ এবং সান্দ্র গরম এই গবেষণায় অপ্রাসঙ্গিক।উপরন্তু, পাইপের ভিতরের এবং বাইরের দেয়ালের পুরুত্ব বিবেচনায় নেওয়া হয় না।অতএব, ভর, ভরবেগ, এবং শক্তি সংরক্ষণ সমীকরণ যা তাপীয় মডেলকে সংজ্ঞায়িত করে তা নিম্নরূপ প্রকাশ করা যেতে পারে:
যেখানে \(\overrightarrow{V}\) হল গড় বেগ ভেক্টর, Keff = K + Kt হল সমযোজী এবং ননকোভ্যালেন্ট ন্যানোফ্লুইডের কার্যকর তাপ পরিবাহিতা, এবং ε হল শক্তির অপচয় হার।টেবিলে দেখানো ঘনত্ব (ρ), সান্দ্রতা (μ), নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতা (Cp) এবং তাপ পরিবাহিতা (k) সহ ন্যানোফ্লুইডগুলির কার্যকর থার্মোফিজিকাল বৈশিষ্ট্যগুলি 308 K1 তাপমাত্রায় একটি পরীক্ষামূলক গবেষণার সময় পরিমাপ করা হয়েছিল। এই simulators মধ্যে.
প্রচলিত এবং টিটি টিউবগুলিতে অশান্ত ন্যানোফ্লুইড প্রবাহের সংখ্যাসূচক সিমুলেশনগুলি রেনল্ডস সংখ্যা 7000 ≤ Re ≤ 17000 এ সঞ্চালিত হয়েছিল। এই সিমুলেশনগুলি এবং সংবহনশীল তাপ স্থানান্তর সহগগুলিকে মেন্টরের κ-ω টার্বুলেন্স স্ট্রেস ওভার শেয়ারস্টিন স্ট্রেস মডেল ব্যবহার করে বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। মডেল নেভিয়ার-স্টোকস, সাধারণত এরোডাইনামিক গবেষণায় ব্যবহৃত হয়।উপরন্তু, মডেল প্রাচীর ফাংশন ছাড়া কাজ করে এবং দেয়াল 35,36 কাছাকাছি সঠিক।(SST) κ-ω অশান্তি মডেলের গভর্নিং সমীকরণগুলি নিম্নরূপ:
যেখানে \(S\) হল স্ট্রেন হারের মান, এবং \(y\) হল সন্নিহিত পৃষ্ঠের দূরত্ব।এদিকে, \({\alpha}_{1}\), \({\alpha}_{2}\), \({\beta}_{1}\), \({\beta}_{ 2 }\), \({\beta}^{*}\), \({\sigma}_{{k}_{1}}\), \({\sigma}_{{k}_{ 2 }}\), \({\sigma}_{{\omega}_{1}}\) এবং \({\sigma}_{{\omega}_{2}}\) সমস্ত মডেল ধ্রুবক নির্দেশ করে৷F1 এবং F2 মিশ্র ফাংশন।দ্রষ্টব্য: সীমানা স্তরে F1 = 1, আসন্ন প্রবাহে 0।
পারফরম্যান্স মূল্যায়ন পরামিতিগুলি অশান্ত পরিবাহী তাপ স্থানান্তর, সমযোজী এবং নন-কোভ্যালেন্ট ন্যানোফ্লুইড প্রবাহ অধ্যয়ন করতে ব্যবহৃত হয়, উদাহরণস্বরূপ31:
এই প্রসঙ্গে, (\(\rho\)), (\(v\)), (\({D}_{h}\)) এবং (\(\mu\)) ঘনত্ব, তরল বেগের জন্য ব্যবহৃত হয় , জলবাহী ব্যাস এবং গতিশীল সান্দ্রতা.(\({C}_{p}\, \mathrm{u}\, k\)) - নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতা এবং প্রবাহিত তরলের তাপ পরিবাহিতা।এছাড়াও, (\(\dot{m}\)) ভর প্রবাহ বোঝায়, এবং (\({T}_{out}-{T}_{in}\)) খাঁড়ি এবং আউটলেট তাপমাত্রার পার্থক্য বোঝায়।(NFs) সমযোজী, নন-কোভ্যালেন্ট ন্যানোফ্লুইড এবং (DW) পাতিত জল (বেস ফ্লুইড) বোঝায়।\({A}_{s} = \pi DL\), \({\overline{T}}_{f}=\frac{\left({T}_{out}-{T}_{in) }\right)}{2}\) এবং \({\overline{T}}_{w}=\sum \frac{{T}_{w}}{n}\)।
বেস ফ্লুইড (DW), নন-কোভ্যালেন্ট ন্যানোফ্লুইড (GNF-SDBS@DW), এবং কোভ্যালেন্ট ন্যানোফ্লুইড (GNF-COOH@DW) এর থার্মোফিজিকাল বৈশিষ্ট্যগুলি প্রকাশিত সাহিত্য (পরীক্ষামূলক অধ্যয়ন), Sn = 308 K, হিসাবে নেওয়া হয়েছিল সারণি 134-এ দেখানো হয়েছে। পরিচিত ভর শতাংশ সহ একটি নন-কোভ্যালেন্ট (GNP-SDBS@DW) ন্যানোফ্লুইড পাওয়ার জন্য একটি সাধারণ পরীক্ষায়, প্রাথমিক GNP-এর নির্দিষ্ট গ্রাম প্রাথমিকভাবে একটি ডিজিটাল ব্যালেন্সে ওজন করা হয়েছিল।SDBS/নেটিভ GNP-এর ওজনের অনুপাত (0.5:1) DW-তে ওজন করা হয়েছে।এই ক্ষেত্রে, কোভ্যালেন্ট (COOH-GNP@DW) ন্যানোফ্লুইডগুলি HNO3 এবং H2SO4 এর ভলিউম অনুপাত (1:3) সহ একটি শক্তিশালী অম্লীয় মাধ্যম ব্যবহার করে GNP এর পৃষ্ঠে কার্বক্সিল গ্রুপ যুক্ত করে সংশ্লেষিত হয়েছিল।সমযোজী এবং নন-কোভ্যালেন্ট ন্যানোফ্লুইডগুলি ডিডাব্লুতে স্থগিত করা হয়েছিল তিনটি ভিন্ন ওজনের শতাংশে যেমন 0.025 wt%, 0.05 wt%।এবং ভরের 0.1%।
জালের আকার সিমুলেশনকে প্রভাবিত করে না তা নিশ্চিত করার জন্য চারটি ভিন্ন গণনামূলক ডোমেনে মেশ স্বাধীনতা পরীক্ষা করা হয়েছিল।45° টরশন পাইপের ক্ষেত্রে, ইউনিট আকার 1.75 মিমি সহ ইউনিটের সংখ্যা 249,033, 2 মিমি ইউনিটের আকারের ইউনিটের সংখ্যা 307,969, 2.25 মিমি আকারের ইউনিটের সংখ্যা 421,406 এবং ইউনিটের সংখ্যা। ইউনিট আকার যথাক্রমে 2.5 মিমি 564 940 সহ।উপরন্তু, একটি 90° পেঁচানো পাইপের উদাহরণে, 1.75 মিমি উপাদানের আকারের উপাদানগুলির সংখ্যা হল 245,531, একটি 2 মিমি উপাদানের আকারের উপাদানগুলির সংখ্যা হল 311,584, একটি 2.25 মিমি উপাদানের আকারের উপাদানগুলির সংখ্যা 422,708, এবং 2.5 মিমি একটি উপাদানের আকারের উপাদানগুলির সংখ্যা যথাক্রমে 573,826।উপাদানের সংখ্যা কমে যাওয়ার সাথে সাথে তাপীয় সম্পত্তির রিডিং যেমন (টাউট, এইচটিসি এবং নুয়াভজি) এর যথার্থতা বৃদ্ধি পায়।একই সময়ে, ঘর্ষণ সহগ এবং চাপ ড্রপের মানগুলির যথার্থতা একটি সম্পূর্ণ ভিন্ন আচরণ দেখায় (চিত্র 2)।সিমুলেটেড ক্ষেত্রে তাপ-হাইড্রোলিক বৈশিষ্ট্যগুলি মূল্যায়ন করতে গ্রিড (2) প্রধান গ্রিড এলাকা হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছিল।
45° এবং 90° এ পেঁচানো DW টিউবের জোড়া ব্যবহার করে জাল থেকে স্বাধীনভাবে তাপ স্থানান্তর এবং চাপ ড্রপ কার্যক্ষমতা পরীক্ষা করা হচ্ছে।
বর্তমান সাংখ্যিক ফলাফলগুলি তাপ স্থানান্তর কর্মক্ষমতা এবং ঘর্ষণ সহগের জন্য সুপরিচিত অভিজ্ঞতামূলক পারস্পরিক সম্পর্ক এবং সমীকরণ যেমন ডিটাস-বেল্টার, পেতুখভ, গ্নেলিনস্কি, নটার-রাউস এবং ব্লাসিয়াস ব্যবহার করে যাচাই করা হয়েছে।তুলনাটি 7000≤Re≤17000 শর্তে করা হয়েছিল।ডুমুর অনুযায়ী.3, সিমুলেশন ফলাফল এবং তাপ স্থানান্তর সমীকরণের মধ্যে গড় এবং সর্বাধিক ত্রুটিগুলি হল 4.050 এবং 5.490% (ডিটাস-বেল্টার), 9.736 এবং 11.33% (পেতুখভ), 4.007 এবং 7.483% (গ্নেলিনস্কি), এবং 3.883% এবং 3.883% এবং নট-বেল্টার)।গোলাপ)।এই ক্ষেত্রে, সিমুলেশন ফলাফল এবং ঘর্ষণ সহগ সমীকরণের মধ্যে গড় এবং সর্বাধিক ত্রুটি যথাক্রমে 7.346% এবং 8.039% (ব্লাসিয়াস) এবং 8.117% এবং 9.002% (পেতুখভ)।
সাংখ্যিক গণনা এবং অভিজ্ঞতামূলক পারস্পরিক সম্পর্ক ব্যবহার করে বিভিন্ন রেনল্ডস সংখ্যায় তাপ স্থানান্তর এবং হাইড্রোডাইনামিক বৈশিষ্ট্য।
এই বিভাগে নন-কোভ্যালেন্ট (LNP-SDBS) এবং কোভ্যালেন্ট (LNP-COOH) জলীয় ন্যানোফ্লুইডের তাপীয় বৈশিষ্ট্যগুলি নিয়ে আলোচনা করা হয়েছে তিনটি ভিন্ন ভর ভগ্নাংশে এবং রেনল্ডস সংখ্যা বেস ফ্লুইড (DW) এর তুলনায় গড় হিসাবে।কুন্ডলযুক্ত বেল্ট হিট এক্সচেঞ্জারের দুটি জ্যামিতি (হেলিক্স কোণ 45° এবং 90°) 7000 ≤ Re ≤ 17000 এর জন্য আলোচনা করা হয়েছে। ডুমুরে।4 বেস ফ্লুইড (DW) (\(\frac{{{T}_{out}}_{NFs}}{{{T}_{out}}}}-এ ন্যানোফ্লুইডের প্রস্থানের গড় তাপমাত্রা দেখায় DW } } \) ) এ (0.025% wt., 0.05% wt. এবং 0.1% wt.)।(\(\frac{{{T}_{out}}_{NFs}}{{{T}_{out}}_{DW}}\))) সর্বদা 1 এর কম, যার মানে হল আউটলেটের তাপমাত্রা নন-কোভ্যালেন্ট (VNP-SDBS) এবং সমযোজী (VNP-COOH) ন্যানোফ্লুইড বেস লিকুইডের আউটলেটে তাপমাত্রার নিচে থাকে।সর্বনিম্ন এবং সর্বোচ্চ হ্রাস ছিল যথাক্রমে 0.1 wt%-COOH@GNPs এবং 0.1 wt%-SDBS@GNPs।এই ঘটনাটি একটি ধ্রুবক ভর ভগ্নাংশে রেনল্ডস সংখ্যা বৃদ্ধির কারণে, যা ন্যানোফ্লুইডের বৈশিষ্ট্যে (অর্থাৎ ঘনত্ব এবং গতিশীল সান্দ্রতা) পরিবর্তনের দিকে পরিচালিত করে।
চিত্র 5 এবং 6 (0.025 wt.%, 0.05 wt.% এবং 0.1 wt.%) এ ন্যানোফ্লুইড থেকে বেস ফ্লুইড (DW) এর গড় তাপ স্থানান্তর বৈশিষ্ট্যগুলি দেখায়।গড় তাপ স্থানান্তর বৈশিষ্ট্যগুলি সর্বদা 1-এর বেশি হয়, যার অর্থ হল নন-কোভ্যালেন্ট (LNP-SDBS) এবং কোভ্যালেন্ট (LNP-COOH) ন্যানোফ্লুইডগুলির তাপ স্থানান্তর বৈশিষ্ট্যগুলি বেস ফ্লুইডের তুলনায় উন্নত হয়।0.1 wt%-COOH@GNPs এবং 0.1 wt%-SDBS@GNPs যথাক্রমে সর্বনিম্ন এবং সর্বোচ্চ লাভ অর্জন করেছে।পাইপ 1-এ বৃহত্তর তরল মিশ্রন এবং অশান্তির কারণে যখন রেনল্ডস সংখ্যা বৃদ্ধি পায়, তখন তাপ স্থানান্তর কর্মক্ষমতা উন্নত হয়।ছোট ফাঁক দিয়ে তরল উচ্চ বেগে পৌঁছায়, যার ফলে একটি পাতলা বেগ/তাপ সীমানা স্তর তৈরি হয়, যা তাপ স্থানান্তরের হার বাড়িয়ে দেয়।বেস ফ্লুইডে আরও ন্যানো পার্টিকেল যোগ করলে ইতিবাচক এবং নেতিবাচক ফলাফল উভয়ই হতে পারে।উপকারী প্রভাবগুলির মধ্যে রয়েছে ন্যানো পার্টিকেল সংঘর্ষ বৃদ্ধি, অনুকূল তরল তাপ পরিবাহিতা প্রয়োজনীয়তা এবং উন্নত তাপ স্থানান্তর।
45° এবং 90° টিউবের জন্য রেনল্ডস সংখ্যার উপর নির্ভর করে বেস ফ্লুইড থেকে ন্যানোফ্লুইডের তাপ স্থানান্তর সহগ।
একই সময়ে, একটি নেতিবাচক প্রভাব হল ন্যানোফ্লুইডের গতিশীল সান্দ্রতা বৃদ্ধি, যা ন্যানোফ্লুইডের গতিশীলতা হ্রাস করে, যার ফলে গড় নুসেল্ট সংখ্যা (নুয়াভজি) হ্রাস পায়।ন্যানোফ্লুইড (ZNP-SDBS@DW) এবং (ZNP-COOH@DW) এর বর্ধিত তাপ পরিবাহিতা ব্রাউনিয়ান গতি এবং DW37 এ স্থগিত গ্রাফিন ন্যানো পার্টিকেলের মাইক্রোকনভেকশনের কারণে হওয়া উচিত।ন্যানোফ্লুইড (ZNP-COOH@DV) এর তাপ পরিবাহিতা ন্যানোফ্লুইড (ZNP-SDBS@DV) এবং পাতিত জলের চেয়ে বেশি।বেস ফ্লুইডের সাথে আরো ন্যানোম্যাটেরিয়াল যোগ করলে তাদের তাপ পরিবাহিতা বৃদ্ধি পায় (সারণী 1)38।
চিত্র 7 ভর শতাংশে (0.025%, 0.05% এবং 0.1%) বেস ফ্লুইড (DW) (f(NFs)/f(DW)) সহ ন্যানোফ্লুইডের ঘর্ষণ গড় সহগকে চিত্রিত করে।গড় ঘর্ষণ সহগ সর্বদা ≈1, যার অর্থ হল নন-কোভ্যালেন্ট (GNF-SDBS@DW) এবং সমযোজী (GNF-COOH@DW) ন্যানোফ্লুইডের বেস তরল হিসাবে একই ঘর্ষণ সহগ রয়েছে।কম জায়গা সহ একটি তাপ এক্সচেঞ্জার প্রবাহে আরও বাধা সৃষ্টি করে এবং প্রবাহ ঘর্ষণকে বাড়িয়ে তোলে।মূলত, ন্যানোফ্লুইডের ভর ভগ্নাংশের বৃদ্ধির সাথে ঘর্ষণ সহগ সামান্য বৃদ্ধি পায়।ন্যানোফ্লুইডের বর্ধিত গতিশীল সান্দ্রতা এবং বেস ফ্লুইডে ন্যানোগ্রাফিনের উচ্চ ভর শতাংশের সাথে পৃষ্ঠের শিয়ার স্ট্রেসের কারণে উচ্চ ঘর্ষণজনিত ক্ষতি হয়।সারণী (1) দেখায় যে ন্যানোফ্লুইডের গতিশীল সান্দ্রতা (ZNP-SDBS@DV) একই ওজনের শতাংশে ন্যানোফ্লুইড (ZNP-COOH@DV) এর চেয়ে বেশি, যা পৃষ্ঠের প্রভাবগুলি যোগ করার সাথে যুক্ত।একটি নন-কোভ্যালেন্ট ন্যানোফ্লুইডে সক্রিয় এজেন্ট।
ডুমুর উপর.8 বেস ফ্লুইড (DW) (\(\frac{{\Delta P}_{NFs}}{{\Delta P}_{DW}}\)) এর তুলনায় (0.025%, 0.05% এবং 0.1%) ন্যানোফ্লুইড দেখায় )নন-কোভ্যালেন্ট (GNPs-SDBS@DW) ন্যানোফ্লুইড একটি উচ্চ গড় চাপ হ্রাস দেখিয়েছে, এবং ভর শতাংশ বৃদ্ধির সাথে 0.025% wt এর জন্য 2.04%, 0.05% wt এর জন্য 2.46%।এবং 0.1% wt এর জন্য 3.44%।কেস বর্ধিতকরণ সহ (হেলিক্স কোণ 45° এবং 90°)।এদিকে, ন্যানোফ্লুইড (GNPs-COOH@DW) নিম্ন গড় চাপ হ্রাস দেখিয়েছে, যা 0.025% wt এ 1.31% থেকে বৃদ্ধি পেয়েছে।0.05% wt এ 1.65% পর্যন্ত।0.05 wt.%-COOH@NP এবং 0.1 wt.%-COOH@NP-এর গড় চাপ 1.65%।দেখা যায়, সমস্ত ক্ষেত্রে Re সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে চাপের ড্রপ বৃদ্ধি পায়।উচ্চ Re মানের একটি বর্ধিত চাপ ড্রপ ভলিউম প্রবাহের উপর সরাসরি নির্ভরতা দ্বারা নির্দেশিত হয়।অতএব, টিউবে একটি উচ্চতর রে সংখ্যা একটি উচ্চ চাপ হ্রাসের দিকে পরিচালিত করে, যার জন্য পাম্পের শক্তি 39,40 বৃদ্ধির প্রয়োজন হয়।উপরন্তু, বৃহত্তর পৃষ্ঠ এলাকা দ্বারা উত্পন্ন এডিজ এবং অশান্তির উচ্চ তীব্রতার কারণে চাপের ক্ষতি বেশি হয়, যা সীমানা স্তর1-এ চাপ এবং জড়তা শক্তির মিথস্ক্রিয়া বৃদ্ধি করে।
সাধারণভাবে, নন-কোভ্যালেন্ট (VNP-SDBS@DW) এবং কোভ্যালেন্ট (VNP-COOH@DW) ন্যানোফ্লুইডগুলির জন্য কর্মক্ষমতা মূল্যায়নের মানদণ্ড (PEC) ডুমুরে দেখানো হয়েছে।9. Nanofluid (ZNP-SDBS@DV) উভয় ক্ষেত্রেই (ZNP-COOH@DV) থেকে উচ্চতর PEC মান দেখিয়েছে (হেলিক্স কোণ 45° এবং 90°) এবং এটি ভর ভগ্নাংশ বৃদ্ধি করে উন্নত করা হয়েছে, উদাহরণস্বরূপ, 0.025 wt.%।হল 1.17, 0.05 wt.% হল 1.19 এবং 0.1 wt.% হল 1.26৷এদিকে, ন্যানোফ্লুইড (GNPs-COOH@DW) ব্যবহার করে PEC মানগুলি ছিল 0.025 wt% এর জন্য 1.02, 0.05 wt% এর জন্য 1.05, 0.1 wt% এর জন্য 1.05।উভয় ক্ষেত্রেই (হেলিক্স কোণ 45° এবং 90°)।1.02।একটি নিয়ম হিসাবে, রেনল্ডস সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে, তাপ-জলবাহী দক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়।রেনল্ডস সংখ্যা বাড়ার সাথে সাথে তাপ-হাইড্রোলিক দক্ষতা সহগ হ্রাস পদ্ধতিগতভাবে (NuNFs/NuDW) বৃদ্ধি এবং (fNFs/fDW) হ্রাসের সাথে সম্পর্কিত।
45° এবং 90° কোণযুক্ত টিউবের জন্য রেনল্ডস সংখ্যার উপর নির্ভর করে বেস ফ্লুইডের ক্ষেত্রে ন্যানোফ্লুইডের হাইড্রোথার্মাল বৈশিষ্ট্য।
এই বিভাগে জলের তাপীয় বৈশিষ্ট্য (DW), নন-কোভ্যালেন্ট (VNP-SDBS@DW), এবং সমযোজী (VNP-COOH@DW) ন্যানোফ্লুইডের তিনটি ভিন্ন ভর ঘনত্ব এবং রেনল্ডস সংখ্যা নিয়ে আলোচনা করা হয়েছে।গড় তাপ-হাইড্রোলিক কর্মক্ষমতা মূল্যায়ন করার জন্য প্রচলিত পাইপের (হেলিক্স কোণ 45° এবং 90°) সাপেক্ষে 7000 ≤ Re ≤ 17000 রেঞ্জে দুটি কয়েলযুক্ত বেল্ট হিট এক্সচেঞ্জার জ্যামিতি বিবেচনা করা হয়েছিল।ডুমুর উপর.10 একটি সাধারণ পাইপের (\(\frac{{{T}_{out}}_{Twisted}}{{ হেলিক্স কোণ 45° এবং 90°)) ব্যবহার করে আউটলেটে জল এবং ন্যানোফ্লুইডের তাপমাত্রা দেখায় {T} _{out}__{নিয়মিত}}\))।নন-কোভ্যালেন্ট (GNP-SDBS@DW) এবং সমযোজী (GNP-COOH@DW) ন্যানোফ্লুইডের তিনটি ভিন্ন ভগ্নাংশ আছে যেমন 0.025 wt%, 0.05 wt% এবং 0.1 wt%।ডুমুর হিসাবে দেখানো হয়েছে.11, আউটলেট তাপমাত্রার গড় মান (\(\frac{{{T}_{out}}_{Twisted}}{{{T}_{out}}_{Plain}}\))) > 1, ইঙ্গিত করে যে (45° এবং 90° হেলিক্স কোণ) হিট এক্সচেঞ্জারের আউটলেটের তাপমাত্রা একটি প্রচলিত পাইপের চেয়ে বেশি তাৎপর্যপূর্ণ, কারণ অশান্তি এবং তরলটির আরও ভাল মিশ্রণের কারণে।এছাড়াও, রেনল্ডস সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে সাথে DW, নন-কোভ্যালেন্ট এবং কোভ্যালেন্ট ন্যানোফ্লুইডের আউটলেটে তাপমাত্রা হ্রাস পেয়েছে।বেস ফ্লুইড (DW) এর গড় আউটলেট তাপমাত্রা সর্বোচ্চ।এদিকে, সর্বনিম্ন মান 0.1 wt%-SDBS@GNPs বোঝায়।নন-কোভ্যালেন্ট (GNPs-SDBS@DW) ন্যানোফ্লুইডগুলি কোভ্যালেন্ট (GNPs-COOH@DW) ন্যানোফ্লুইডের তুলনায় কম গড় আউটলেট তাপমাত্রা দেখিয়েছে।যেহেতু পেঁচানো টেপ প্রবাহের ক্ষেত্রটিকে আরও মিশ্রিত করে, তাই কাছাকাছি-প্রাচীরের তাপ প্রবাহ আরও সহজে তরলের মধ্য দিয়ে যেতে পারে, সামগ্রিক তাপমাত্রা বৃদ্ধি করে।একটি কম টুইস্ট-টু-টেপ অনুপাতের ফলে আরও ভাল অনুপ্রবেশ ঘটে এবং তাই ভাল তাপ স্থানান্তর।অন্যদিকে, এটি দেখা যায় যে ঘূর্ণিত টেপ দেয়ালের বিপরীতে একটি কম তাপমাত্রা বজায় রাখে, যার ফলে Nuavg বৃদ্ধি পায়।টুইস্টেড টেপ সন্নিবেশের জন্য, একটি উচ্চতর Nuavg মান টিউব22-এর মধ্যে উন্নত পরিবাহী তাপ স্থানান্তর নির্দেশ করে।বর্ধিত প্রবাহের পথ এবং অতিরিক্ত মিশ্রণ এবং অশান্তির কারণে, বসবাসের সময় বৃদ্ধি পায়, যার ফলে আউটলেট41 এ তরলের তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়।
রেনল্ডস প্রচলিত টিউবের আউটলেট তাপমাত্রার সাথে সম্পর্কিত বিভিন্ন ন্যানোফ্লুইডের সংখ্যা (45° এবং 90° হেলিক্স কোণ)।
তাপ স্থানান্তর সহগ (45° এবং 90° হেলিক্স কোণ) বনাম রেনল্ডস সংখ্যা প্রচলিত টিউবের তুলনায় বিভিন্ন ন্যানোফ্লুইডের জন্য।
বর্ধিত কুণ্ডলীকৃত টেপ তাপ স্থানান্তরের প্রধান প্রক্রিয়াটি নিম্নরূপ: 1. তাপ বিনিময় নলের হাইড্রোলিক ব্যাস হ্রাস করা প্রবাহের বেগ এবং বক্রতা বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে, যার ফলে দেয়ালে শিয়ার স্ট্রেস বৃদ্ধি পায় এবং সেকেন্ডারি আন্দোলনকে উৎসাহিত করে।2. উইন্ডিং টেপের বাধার কারণে, পাইপের প্রাচীরের গতি বৃদ্ধি পায়, এবং সীমানা স্তরের বেধ হ্রাস পায়।3. পেঁচানো বেল্টের পিছনে সর্পিল প্রবাহ গতি বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে।4. প্ররোচিত ঘূর্ণিগুলি প্রবাহের কেন্দ্রীয় এবং কাছাকাছি-প্রাচীর অঞ্চলগুলির মধ্যে তরল মিশ্রণকে উন্নত করে।ডুমুর উপর.11 এবং ডুমুর।12 DW এবং nanofluids-এর তাপ স্থানান্তর বৈশিষ্ট্য দেখায়, উদাহরণস্বরূপ (তাপ স্থানান্তর সহগ এবং গড় নুসেল্ট নম্বর) প্রচলিত টিউবের তুলনায় টুইস্টেড টেপ সন্নিবেশ টিউব ব্যবহার করে গড় হিসাবে।নন-কোভ্যালেন্ট (GNP-SDBS@DW) এবং সমযোজী (GNP-COOH@DW) ন্যানোফ্লুইডের তিনটি ভিন্ন ভগ্নাংশ আছে যেমন 0.025 wt%, 0.05 wt% এবং 0.1 wt%।উভয় হিট এক্সচেঞ্জারেই (45° এবং 90° হেলিক্স কোণ) গড় তাপ স্থানান্তর কর্মক্ষমতা >1, যা প্রচলিত টিউবের তুলনায় কয়েলড টিউব সহ তাপ স্থানান্তর সহগ এবং গড় নুসেল্ট সংখ্যার উন্নতি নির্দেশ করে।নন-কোভ্যালেন্ট (GNPs-SDBS@DW) ন্যানোফ্লুইডগুলি কোভ্যালেন্ট (GNPs-COOH@DW) ন্যানোফ্লুইডের তুলনায় উচ্চ গড় তাপ স্থানান্তর উন্নতি দেখায়।Re = 900-এ, তাপ স্থানান্তর কর্মক্ষমতা -SDBS@GNPs-এ 0.1 wt% উন্নতি দুটি হিট এক্সচেঞ্জারের (45° এবং 90° হেলিক্স কোণ) 1.90 মান সহ সর্বোচ্চ ছিল।এর মানে হল যে ইউনিফর্ম টিপি প্রভাব কম তরল বেগ (রেনল্ডস নম্বর) 43 এবং ক্রমবর্ধমান অশান্তি তীব্রতায় আরও গুরুত্বপূর্ণ।একাধিক ঘূর্ণি প্রবর্তনের কারণে, টিটি টিউবের তাপ স্থানান্তর সহগ এবং গড় নুসেল্ট সংখ্যা প্রচলিত টিউবের চেয়ে বেশি, যার ফলে একটি পাতলা সীমানা স্তর তৈরি হয়।বেস পাইপের তুলনায় HP-এর উপস্থিতি কি উত্তালতার তীব্রতা, কার্যকারী তরল প্রবাহের মিশ্রণ এবং উন্নত তাপ স্থানান্তর বৃদ্ধি করে (একটি বাঁকানো-বাঁকানো টেপ ঢোকানো ছাড়া)21।
প্রচলিত টিউবের তুলনায় বিভিন্ন ন্যানোফ্লুইডের জন্য গড় নুসেল্ট সংখ্যা (হেলিক্স কোণ 45° এবং 90°) বনাম রেনল্ডস সংখ্যা।
চিত্র 13 এবং 14 ঘর্ষণ (\(\frac{{f}_{Twisted}}{{f}_{Plain}}\)) এবং চাপ হ্রাসের গড় সহগ দেখায় (\(\frac{{\Delta P}) DW ন্যানোফ্লুইড, (GNPs-SDBS@DW) এবং (GNPs-COOH@DW) আয়ন এক্সচেঞ্জার ব্যবহার করে প্রচলিত পাইপের জন্য _ {Twisted}}{{\Delta P}_{Plain}}\}} প্রায় 45° এবং 90° ( 0.025 wt %, 0.05 wt % এবং 0.1 wt %)। { {f}_{Plain} }\)) এবং চাপ হ্রাস (\(\frac{{ \Delta P}_{Twisted}}{{\Delta P হ্রাস কোণ এবং 90°) হিট এক্সচেঞ্জারের দাম প্রচলিত পাইপের তুলনায় তিনগুণ বেশি। উপরন্তু, যখন কর্মক্ষম তরল উচ্চ গতিতে প্রবাহিত হয়, তখন ঘর্ষণ সহগ হ্রাস পায়। সমস্যা দেখা দেয় কারণ রেনল্ডস সংখ্যা বাড়ার সাথে সাথে সীমানা স্তরের পুরুত্ব বৃদ্ধি পায়। হ্রাস পায়, যা প্রভাবিত এলাকায় গতিশীল সান্দ্রতার প্রভাব হ্রাসের দিকে পরিচালিত করে, বেগ গ্রেডিয়েন্ট এবং শিয়ার স্ট্রেস হ্রাস পায় এবং ফলস্বরূপ, ঘর্ষণ 21 এর সহগ হ্রাস পায়।TT-এর উপস্থিতির কারণে উন্নত ব্লকিং প্রভাব এবং বর্ধিত ঘূর্ণায়মান বেস পাইপের তুলনায় ভিন্ন ভিন্ন TT পাইপের জন্য উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি চাপের ক্ষতি হয়।উপরন্তু, বেস পাইপ এবং টিটি পাইপ উভয়ের জন্য, এটি দেখা যায় যে কাজের তরল 43 এর গতির সাথে চাপের ড্রপ বৃদ্ধি পায়।
প্রচলিত টিউবের তুলনায় বিভিন্ন ন্যানোফ্লুইডের জন্য রেনল্ডস সংখ্যা বনাম ঘর্ষণ সহগ (45° এবং 90° হেলিক্স কোণ)।
একটি প্রচলিত টিউবের সাপেক্ষে বিভিন্ন ন্যানোফ্লুইডের জন্য রেনল্ডস সংখ্যার ফাংশন হিসাবে চাপ হ্রাস (45° এবং 90° হেলিক্স কোণ)।
সংক্ষেপে, চিত্র 15 প্লেইন টিউবের তুলনায় 45° এবং 90° কোণ সহ হিট এক্সচেঞ্জারগুলির জন্য কর্মক্ষমতা মূল্যায়নের মানদণ্ড (PEC) দেখায় (\(\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}} ) ) (0.025 wt.%, 0.05 wt.% এবং 0.1 wt.%) DV, (VNP-SDBS@DV) এবং সমযোজী (VNP-COOH@DV) ন্যানোফ্লুইড ব্যবহার করে।হিট এক্সচেঞ্জারে মান (\(\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}\)) > 1 উভয় ক্ষেত্রেই (45° এবং 90° হেলিক্স কোণ)।উপরন্তু, (\(\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}\)) রি = 11,000-এ তার সর্বোত্তম মান পৌঁছেছে।90° হিট এক্সচেঞ্জার একটি 45° হিট এক্সচেঞ্জারের তুলনায় (\ (\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}\)) তে সামান্য বৃদ্ধি দেখায়।, Re = 11,000 0.1 wt%-GNPs@SDBS উচ্চতর (\(\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}\)) মানগুলিকে উপস্থাপন করে, যেমন 45° হিট এক্সচেঞ্জার কর্নারের জন্য 1.25 এবং 90° কোণার হিট এক্সচেঞ্জারের জন্য 1.27।এটি ভর ভগ্নাংশের সমস্ত শতাংশে একের চেয়ে বড়, যা নির্দেশ করে যে পেঁচানো টেপ সন্নিবেশ সহ পাইপগুলি প্রচলিত পাইপের চেয়ে উচ্চতর।উল্লেখযোগ্যভাবে, টেপ সন্নিবেশ দ্বারা প্রদত্ত উন্নত তাপ স্থানান্তর ঘর্ষণ ক্ষতির উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধি ঘটায়।
প্রচলিত টিউব (45° এবং 90° হেলিক্স কোণ) সম্পর্কিত বিভিন্ন ন্যানোফ্লুইডের রেনল্ডস সংখ্যার জন্য দক্ষতার মানদণ্ড।
পরিশিষ্ট A DW, 0.1 wt%-GNP-SDBS@DW এবং 0.1 wt%-GNP-COOH@DW ব্যবহার করে 45° এবং 90° হিট এক্সচেঞ্জারের জন্য Re = 7000 এ স্ট্রীমলাইন দেখায়।ট্রান্সভার্স সমতলের স্ট্রীমলাইনগুলি প্রধান প্রবাহে পেঁচানো ফিতা সন্নিবেশের প্রভাবের সবচেয়ে আকর্ষণীয় বৈশিষ্ট্য।45° এবং 90° হিট এক্সচেঞ্জারের ব্যবহার দেখায় যে কাছাকাছি প্রাচীর অঞ্চলে বেগ প্রায় একই।এদিকে, পরিশিষ্ট B DW, 0.1 wt%-GNP-SDBS@DW এবং 0.1 wt%-GNP-COOH@DW ব্যবহার করে 45° এবং 90° হিট এক্সচেঞ্জারের জন্য Re = 7000 এ বেগের রূপরেখা দেখায়।বেগ লুপ তিনটি ভিন্ন অবস্থানে (স্লাইস), উদাহরণস্বরূপ, প্লেইন-1 (P1 = −30mm), প্লেইন-4 (P4 = 60mm) এবং Plain-7 (P7 = 150mm)।পাইপের প্রাচীরের কাছে প্রবাহের বেগ সবচেয়ে কম এবং পাইপের কেন্দ্রের দিকে তরল বেগ বৃদ্ধি পায়।উপরন্তু, বায়ু নালী দিয়ে যাওয়ার সময়, দেয়ালের কাছাকাছি কম বেগের এলাকা বৃদ্ধি পায়।এটি হাইড্রোডাইনামিক সীমানা স্তরের বৃদ্ধির কারণে, যা প্রাচীরের কাছাকাছি কম-বেগযুক্ত অঞ্চলের পুরুত্ব বৃদ্ধি করে।উপরন্তু, Reynolds সংখ্যা বৃদ্ধি সমস্ত ক্রস বিভাগে সামগ্রিক বেগ স্তর বৃদ্ধি করে, যার ফলে চ্যানেল39-এ কম বেগ অঞ্চলের পুরুত্ব হ্রাস পায়।
45° এবং 90° হেলিক্স কোণ সহ পাকানো টেপ সন্নিবেশে সমযোজী এবং নন-কোভালেন্টলি কার্যকরী গ্রাফিন ন্যানোশিটগুলি মূল্যায়ন করা হয়েছিল।হিট এক্সচেঞ্জারটি 7000 ≤ Re ≤ 17000 এ SST k-ওমেগা টার্বুলেন্স মডেল ব্যবহার করে সাংখ্যিকভাবে সমাধান করা হয়। থার্মোফিজিকাল বৈশিষ্ট্যগুলি টিন = 308 K-তে গণনা করা হয়। একই সাথে 330D K-এর একটি ধ্রুবক তাপমাত্রায় পেঁচানো টিউব প্রাচীরকে গরম করুন। তিনটি ভর পরিমাণে পাতলা করা হয়েছিল, উদাহরণস্বরূপ (0.025 wt.%, 0.05 wt.% এবং 0.1 wt.%)।বর্তমান গবেষণায় ছয়টি প্রধান বিষয় বিবেচনা করা হয়েছে: আউটলেট তাপমাত্রা, তাপ স্থানান্তর সহগ, গড় নুসেল্ট নম্বর, ঘর্ষণ সহগ, চাপ হ্রাস এবং কর্মক্ষমতা মূল্যায়নের মানদণ্ড।এখানে প্রধান ফলাফল আছে:
গড় আউটলেট তাপমাত্রা (\({{T}_{out}}_{Nanofluids}\)/\({{T}_{out}}_{Basefluid}\))) সর্বদা 1 এর কম, যার মানে হল নন-স্প্রেড ভ্যালেন্স (ZNP-SDBS@DV) এবং সমযোজী (ZNP-COOH@DV) ন্যানোফ্লুইডের আউটলেট তাপমাত্রা বেস লিকুইডের চেয়ে কম।এদিকে, গড় আউটলেট তাপমাত্রা (\({{T}_{out}}_{Twisted}\)\)/\({{T}_{out}}_{Plain}\)) মান > 1, যা নির্দেশ করে সত্য যে (45° এবং 90° হেলিক্স কোণ) আউটলেটের তাপমাত্রা প্রচলিত টিউবের তুলনায় বেশি।
উভয় ক্ষেত্রেই, তাপ স্থানান্তর বৈশিষ্ট্যের গড় মান (ন্যানোফ্লুইড/বেস ফ্লুইড) এবং (টুইস্টেড টিউব/সাধারণ টিউব) সর্বদা >1 দেখায়।নন-কোভ্যালেন্ট (GNPs-SDBS@DW) ন্যানোফ্লুইডগুলি সমযোজী (GNPs-COOH@DW) ন্যানোফ্লুইডের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ তাপ স্থানান্তরের উচ্চ গড় বৃদ্ধি দেখিয়েছে।
নন-কোভ্যালেন্ট (VNP-SDBS@DW) এবং সমযোজী (VNP-COOH@DW) ন্যানোফ্লুইডের গড় ঘর্ষণ সহগ (\({f}_{Nanofluids}/{f}_{Basefluid}\)) সর্বদা ≈1 .অ-সমযোজী (ZNP-SDBS@DV) এবং সমযোজী (ZNP-COOH@DV) ন্যানোফ্লুইডের ঘর্ষণ (\({f}_{Twisted}/{f}_{Plain}\)) সর্বদা > 3.
উভয় ক্ষেত্রেই (45° এবং 90° হেলিক্স কোণ), ন্যানোফ্লুয়েড (GNPs-SDBS@DW) বেশি দেখায় (\({\Delta P}_{Nanofluids}/{\Delta P}_{Basefluid}\)) 0.025 2.04% এর জন্য wt.%, 2.46% এর জন্য 0.05 wt.% এবং 3.44% এর জন্য 0.1 wt.%।ইতিমধ্যে, (GNPs-COOH@DW) ন্যানোফ্লুইডগুলি 0.025 wt এর জন্য 1.31% থেকে কম (\({\Delta P}_{Nanofluids}/{\Delta P}_{Basefluid}\)) দেখায়৷% থেকে 1.65% হল 0.05 % ওজন দ্বারা.এছাড়াও, নন-কোভ্যালেন্ট (GNPs-SDBS@DW) এবং সমযোজী (GNPs-COOH@DW) এর গড় চাপ হ্রাস (\({\Delta P}_{Twisted}/{\Delta P}_{Plain}\)) ))) ন্যানোফ্লুইড সবসময় >3।
উভয় ক্ষেত্রেই (45° এবং 90° হেলিক্স কোণ), ন্যানোফ্লুইড (GNPs-SDBS@DW) একটি উচ্চতর দেখায় (\({PEC}_{Nanofluids}/{PEC} _{Basefluid}\)) @DW মান) , যেমন 0.025 wt.% – 1.17, 0.05 wt.% – 1.19, 0.1 wt.% – 1.26।এই ক্ষেত্রে, (GNPs-COOH@DW) ন্যানোফ্লুইড ব্যবহার করে (\({PEC}_{Nanofluids}/{PEC}_{Basefluid}\)) এর মান হল 0.025 wt.% এর জন্য 1.02, 0 এর জন্য 1.05 , 05 wt.ওজন অনুসারে % এবং 1.02 হল 0.1%।উপরন্তু, Re = 11,000 এ, 0.1 wt%-GNPs@SDBS উচ্চতর মান দেখিয়েছে (\({PEC}_{Twisted}/{PEC}_{Plain}\)), যেমন 45° হেলিক্স কোণের জন্য 1.25 এবং 90° হেলিক্স কোণ 1.27।
থিয়ানপং, সি. এট আল।হিট এক্সচেঞ্জারে ন্যানোফ্লুইড টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড/জল প্রবাহের বহুমুখী অপ্টিমাইজেশান, ডেল্টা উইংস সহ পাকানো টেপ সন্নিবেশ দ্বারা উন্নত।অভ্যন্তরীণ জে. হটবিজ্ঞান.172, 107318 (2022)।
ল্যাঙ্গেরুডি, এইচজি এবং জাওয়ার্দে, সি. সাধারণ এবং ভি-আকৃতির পেঁচানো টেপ দিয়ে ঢোকানো বেলোতে নন-নিউটনিয়ান তরল প্রবাহের পরীক্ষামূলক অধ্যয়ন।তাপ এবং ভর স্থানান্তর 55, 937–951 (2019)।
ডং, এক্স. এট আল।একটি সর্পিল-টুইস্টেড টিউবুলার হিট এক্সচেঞ্জারের তাপ স্থানান্তর বৈশিষ্ট্য এবং প্রবাহ প্রতিরোধের পরীক্ষামূলক অধ্যয়ন [জে]।অ্যাপ্লিকেশন তাপমাত্রা।প্রকল্প176, 115397 (2020)।
Yongsiri, K., Eiamsa-Ard, P., Wongcharee, K. & Eiamsa-Ard, SJCS তির্যক বিভাজক পাখনা সহ উত্তাল চ্যানেল প্রবাহে উন্নত তাপ স্থানান্তর।সাময়িক গবেষণা।তাপমাত্রাপ্রকল্প3, 1-10 (2014)।