با بهره‌گيري از نانوسيالات پژوهشگران ايراني موفق به افزايش بازده مبدل هاي حرارتي شدند

واضح آرشیو وب فارسی:ايسنا: با بهره‌گيري از نانوسيالات پژوهشگران ايراني موفق به افزايش بازده مبدل هاي حرارتي شدند

خبرگزاري دانشجويان ايران - تهران
سرويس: فناوري استراتژيك

پژوهشگران شركت پژوهش و فن‌آوري پتروشيمي به دانش فني افزايش راندمان مبدل هاي حرارتي به وسيله نانوسيالات دست يافتند.

به گزارش خبرنگار فن‌آوري خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، نتايج بررسي‌هاي انجام شده در اين پژوهش در زمينه انتقال حرارت نانوسيالات نشان مي‌دهد كه استفاده از نانوسيالات سبب افزايش ضريب هدايت حرارتي و ضريب انتقال حرارت جابجايي نسبت به سيالات پايه مي‌شود.

در مبدل‌هاي حرارتي پوسته و لوله به دليل عملكرد حرارتي بالاي نانوسيال نسبت به آب، مي‌توان از نانوسيال در فرآيندهاي گوناگون براي سرمايش و گرمايش استفاده ‌كرد؛ بدين ترتيب با افزايش انتقال حرارت مي‌توان دبي آب مصرفي را در بيشتر مواقع كاهش داد.

اين امر مي‌تواند راه‌گشاي مشكل آب مصرفي و پساب توليدي صنايع بزرگ نظير صنعت نفت و به ويژه صنعت پتروشيمي باشد. هم‌چنين با افزايش انتقال حرارت مي‌توان ابعاد مبدلهاي حرارتي مورد استفاده در اين صنايع را كاهش داد.

يكي از موانع موجود براي افزايش ظرفيت صنايع مختلف، عدم پاسخگويي دستگاه‌هاي حرارتي در ظرفيت‌هاي بالاتر است. علاوه بر اين، افزايش ظرفيت، افزايش افت فشار را به دنبال دارد كه اين مساله يكي از مهمترين محدوديت‌ها در صنايع بزرگ به ويژه صنعت پتروشيمي به شمار مي‌رود.

روش‌هاي متداول افزايش انتقال حرارت به شدت سبب افزايش افت فشار نيز مي‌شوند.

براساس نتايج اين تحقيق كه به ادعاي مجريان طرح براي نخستين بار در دنيا انجام شده است، مي‌توان با استفاده از نانوسيالات خاص، راندمان حرارتي مبدل‌هاي حرارتي را كه از مهمترين دستگاههاي حرارتي به كار رفته در صنايع است به طور چشمگيري افزايش داد و اين در حالي است كه افت فشار نيز كاهش قابل ملاحظه‌اي پيدا مي‌كند.

توجه به محدوديت سوخت‌هاي فسيلي در دنيا موجب شده است كه امروزه موضوع بهينه‌سازيِ مصرف انرژي در واحدهاي فرآيندي، بيش از پيش مورد توجه قرار‌گيرد. در فرآيندهاي شيميايي، مهم ترين بخشي كه مستقيماً با مصرف انرژي ارتباط مي‌يابد، مبدل‌هاي حرارتي مي‌باشد.

امروزه تلاش بسياري در جهت افزايش شدت انتقال حرارت و يا كوتاه كردن زمان انتقال حرارت در مبدل‌ها صورت مي‌گيرد.

استفاده از پره‌ها (براي افزايش سطح انتقال حرارت) و ساير فن‌آوري‌هاي موجود از روش‌هايي هستند كه در افزايش انتقال حرارت به كار مي‌روند؛ اما اين روش‌ها پاسخگوي نياز به انتقال حرارت بالا در صنايع مختلف نيستند و علاوه بر آن سبب افزايش افت فشار هم مي‌شوند. در نتيجه بايد به روش‌هاي ديگري براي افزايش عملكرد حرارتي در اين صنايع متوسل شد.

سيالات متداول در انتقال حرارت مانند آب، اتيلن گليكول، روغن موتور و غيره نقشي حياتي در فرآيندهاي انتقال حرارت در صنعت ايفاء مي‌كنند. اين سيالات به طوركلي داراي خواص انتقال حرارت ضعيفي در مقايسه با اكثر جامدات هستند و همين امر سبب ايجاد مشكلات فراواني در طراحي مبدل‌هاي حرارتي و فشرده ساختن آنها شده ‌است.

به گزارش ايسنا، پيشرفت‌هاي اخير در معلق ‌كردن ذرات فوق‌العاده ريز جامد در سيالات، به عنوان راهبردي جديد در عمليات انتقال حرارت مطرح شده ‌است. انواع مختلفي از ذرات جامد شامل ذرات فلزي و اكسيد فلزات به سيالات جهت تشكيل سوسپانسيون افزوده مي‌شوند تا عملكرد حرارتي آنها را بهبود بخشند.

با اين وجود اين سوسپانسيون‌هاي معمولي كه حاوي ذرات معلق ميليمتري و ميكرومتري هستند با مشكلات تهنشيني ذرات، سايش تجهيزات، گرفتگي كانالها و افت فشار زياد مواجه هستند.

نانوسيال به محلول سوسپانسيوني اطلاق مي‌شود كه ذرات فوق‌العاده ريز (كوچكتر از 100 نانومتر) در سيالي خالص به حالت تعليق درآورده شده‌ باشند. اين نانوذرات از جنس فلز و يا اكسيد فلزات هستند و اغلب كروي شكل و يا استوانه‌يي مي‌باشند.

اين سوسپانسيون‌ها سري جديدي از سيالات واسط حرارتي هستند كه از معلق كردن ذرات بسيار ريز در مايعات متداول مانند آب و اتيلن‌ گليكول به دست آمده‌اند و عملكرد حرارتي سيالات پايه را افزايش مي‌دهند.

گفتني است، تاكنون رفتار حرارتي نانوسيالات در مبدل‌هاي حرارتي پوسته و لوله بررسي نشده است و بسياري از نتايج به دست آمده در زمينه انتقال حرارت نانوسيالات، در مورد دو شرط مرزي شار حرارتي ثابت و دماي ثابت در ديواره و در هندسه‌هاي مختلفي همچون لوله‌ها و كانال‌ها به دست آمده‌اند.

در مبدل‌هاي حرارتي، شرط مرزي حرارتي واقعي، متفاوت است بدين معني كه هيچ يك از شروط مرزي ياد شده وجود ندارد و دماي ديواره و همچنين شار حرارتي در طول مبدل تغيير مي‌كند.

انتهاي پيام
يکشنبه 16 تير 1387

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: ايسنا]

[مشاهده در: www.isna.ir]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 228]