عنوان

بررسی تجربی افزایش راندمان حرارتی هیترهای ایستگاه تقلیل فشار گاز شهری با استفاده از نانوسیال نانولوله‌های کربنی عاملدار شده

پ۲۶۴۲۷

per

بررسی تجربی افزایش راندمان حرارتی هیترهای ایستگاه تقلیل فشار گاز شهری با استفاده از نانوسیال نانولوله‌های کربنی عاملدار شده

سما اسماعیلی

مهندسی شیمی و نفت

۱۴۰۰

۱۱۱ص.

سی دی

کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی

۱۴۰۰/۰۶/۲۸

امروزه انتقال حرارت نقش حیاتی در بسیاری از صنایع دارد و محققان بسیاری به دنبال افزایش انتقال حرارت و به دنبال آن صرفه جویی در مصرف انرژی هستند. سیالات معمول مورد استفاده دارای خواص انتقال حرارتی ضعیفی نسبت به فلزات و اکثر جامدات هستند در حالیکه هدایت حرارتی این سیالات سهم بسزایی در انتقال حرارت دارند. یکی از روش‌های افزایش انتقال حرارت، استفاده از نانوسیال است. ایستگاههای تقلیل فشار گاز طبیعی در خطوط انتقال و ورودی شهرها برای افزایش دمای گاز برای جلوگیری از تشکیل هیدرات آن را با استفاده از هیترهایی گرم می‌کنند که مصرف انرژی این هیترها قابل توجه می‌باشد. در این پژوهش از یک هیتر با لوله مارپیچ برای شبیه‌سازی هیتر ایستگاه تقلیل فشار گاز شهری استفاده شده است به طوری که به جای مشعل گرمکن از هیتر الکتریکی در پوسته استفاده شده است و در لوله مارپیچ به جای گاز شهری، آب جریان دارد. آزمایشات با حضور آب مقطر، نانوسیال نانولوله کربنی عاملدار شده با کربوکسیل و نانوسیال نانولوله کربنی عاملدار شده با هیدروکسیل در پوسته هیتر به طور جداگانه، و آب با دبی‌های 10، 5/12، 15 و 20 میلی‌لیتر بر ثانیه در لوله مارپیچ، بررسی شده است. نانوسیالات با غلظت‌های وزنی %0/01، %00/4 و %0/09 و با استفاده از روش دو مرحله‌ای آماده شده است. با توجه به نتایج، ضریب کلی انتقال حرارت با افزایش غلظت نانوسیال تا %0/04، افزایش و در غلظت %0/09 کاهش پیدا می‌کند.

AbstractToday, heat transfer plays a vital role in many industries, and many researchers are looking to increase heat transfer and save energy. Commonly used fluids have poor heat transfer properties compared to metals and most solids, while the thermal conductivity of these fluids contributes significantly to heat transfer. One way to increase heat transfer is to use nanofluids. Natural gas pressure reducing stations in the transmission lines and entrances of cities to increase the gas temperature to prevent the formation of hydrates are heated by heaters that the energy consumption of these heaters is significant. In this research, a heater with a spiral tube has been used to simulate the heater of a city gas pressure reducing station, so that instead of a heating torch, an electric heater has been used in the shell and water flows in a spiral tube instead of city gas. Experiments were performed with distilled water, carboxyl-functionalized carbon nanotubes and hydroxyl-functionalized carbon nanotubes in the heater shell separately, and water at 10,12.5 ,15 and 20 ml/s flow rates in the helical tube. Nanofluids were prepared with weight concentrations of 0.01%, 0.04% and 0.09% using a two-step method. According to the results, the overall heat transfer coefficient increases with increasing the concentration of nanofluid to 0.04% and decreases at a concentration of 0.09%.

‏‏ اسماعیلی،

‏ سما

تهيه کننده

‏‏ زینالی هریس،

محمدپور فرد،

‏ سعید

‏ موسی

استاد راهنما

استاد مشاور

‏ تبریز