304 უჟანგავი ფოლადის დახვეული მილის ქიმიური კომპონენტი, კოვალენტურად და არაკოვალენტურად ფუნქციონირებული გრაფენის ნანოფურცლების თერმოდინამიკური ანალიზი ტურბულატორებით აღჭურვილ მრგვალ მილებში

გმადლობთ Nature.com-ის მონახულებისთვის.თქვენ იყენებთ ბრაუზერის ვერსიას შეზღუდული CSS მხარდაჭერით.საუკეთესო გამოცდილებისთვის, გირჩევთ გამოიყენოთ განახლებული ბრაუზერი (ან გამორთოთ თავსებადობის რეჟიმი Internet Explorer-ში).გარდა ამისა, მუდმივი მხარდაჭერის უზრუნველსაყოფად, ჩვენ ვაჩვენებთ საიტს სტილის და JavaScript-ის გარეშე.
სლაიდერები, რომლებიც აჩვენებს სამ სტატიას თითო სლაიდზე.გამოიყენეთ უკანა და შემდეგი ღილაკები სლაიდებში გადასაადგილებლად, ან სლაიდის კონტროლერის ღილაკები ბოლოს თითოეულ სლაიდში გადასაადგილებლად.

304 10*1მმ უჟანგავი ფოლადის დახვეული მილები ჩინეთში

ზომა: 3/4 ინჩი, 1/2 ინჩი, 1 ინჩი, 3 ინჩი, 2 ინჩი

ბლოკის მილის სიგრძე: 6 მეტრი

ფოლადის ხარისხი: 201, 304 და 316

ხარისხი: 201, 202, 304, 316, 304 ლ, 316 ლ,

მასალა: უჟანგავი ფოლადი

მდგომარეობა: ახალი

კოვალენტური და არაკოვალენტური ნანოსითხეები გამოსცადეს მრგვალ მილებში, რომლებიც აღჭურვილია გრეხილი ლენტით, სპირალის კუთხით 45° და 90°.რეინოლდსის რიცხვი იყო 7000 ≤ Re ≤ 17000, თერმოფიზიკური თვისებები შეფასებული იყო 308 K-ზე. ფიზიკური მოდელი წყდება რიცხობრივად ორი პარამეტრიანი ტურბულენტური სიბლანტის მოდელის გამოყენებით (SST k-omega turbulence).ნამუშევარში გათვალისწინებული იყო ნანოსითხეების ZNP-SDBS@DV და ZNP-COOH@DV კონცენტრაციები (0.025 wt.%, 0.05 wt.% და 0.1 wt.%).გრეხილი მილების კედლები თბება მუდმივ ტემპერატურაზე 330 K. მიმდინარე კვლევაში გათვალისწინებული იყო ექვსი პარამეტრი: გამოსასვლელი ტემპერატურა, სითბოს გადაცემის კოეფიციენტი, საშუალო ნუსელტის რიცხვი, ხახუნის კოეფიციენტი, წნევის დაკარგვა და შესრულების შეფასების კრიტერიუმები.ორივე შემთხვევაში (სპირალის კუთხე 45° და 90°), ZNP-SDBS@DV ნანოსთხემ აჩვენა უფრო მაღალი თერმულ-ჰიდრავლიკური მახასიათებლები, ვიდრე ZNP-COOH@DV და ის იზრდებოდა მასის წილის გაზრდით, მაგალითად, 0,025 wt.და 0.05 ვტ.არის 1.19.% და 1.26 – 0.1 wt.%.ორივე შემთხვევაში (სპირალის კუთხე 45° და 90°), თერმოდინამიკური მახასიათებლების მნიშვნელობები GNP-COOH@DW გამოყენებისას არის 1,02 0,025% წონისთვის, 1,05 0,05% წონისთვის.და 1.02 0.1% წონით.
სითბოს გადამცვლელი არის თერმოდინამიკური მოწყობილობა 1, რომელიც გამოიყენება სითბოს გადასაცემად გაგრილებისა და გათბობის ოპერაციების დროს.სითბოს გადამცვლელის თბოჰიდრავლიკური თვისებები აუმჯობესებს სითბოს გადაცემის კოეფიციენტს და ამცირებს სამუშაო სითხის წინააღმდეგობას.შემუშავებულია რამდენიმე მეთოდი სითბოს გადაცემის გასაუმჯობესებლად, მათ შორის ტურბულენტობის გამაძლიერებლები2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 და ნანოსითხეები12,13,14,15.გრეხილი ლენტის ჩასმა არის ერთ-ერთი ყველაზე წარმატებული მეთოდი სითბოს გადაცემის გასაუმჯობესებლად სითბოს გადამცვლელებში მისი მოვლის სიმარტივის და დაბალი ღირებულების გამო7,16.
ექსპერიმენტული და გამოთვლითი კვლევების სერიაში შესწავლილი იქნა ნანოსითხეებისა და სითბოს გადამცვლელების ნარევების ჰიდროთერმული თვისებები გრეხილი ლენტის ჩანართებით.ექსპერიმენტულ სამუშაოში სამი სხვადასხვა მეტალის ნანოსითხის (Ag@DW, Fe@DW და Cu@DW) ჰიდროთერმული თვისებები შესწავლილი იქნა ნემსით დაგრეხილი ლენტის (STT) სითბოს გადამცვლელში17.საბაზო მილთან შედარებით STT-ის სითბოს გადაცემის კოეფიციენტი გაუმჯობესებულია 11%-ით და 67%-ით.SST განლაგება საუკეთესოა ეკონომიკური თვალსაზრისით ეფექტურობის თვალსაზრისით α = β = 0.33 პარამეტრით.გარდა ამისა, n-ის 18.2%-იანი მატება დაფიქსირდა Ag@DW-ით, თუმცა წნევის დაკარგვის მაქსიმალური ზრდა მხოლოდ 8.5% იყო.სითბოს გადაცემის და წნევის დაკარგვის ფიზიკური პროცესები კონცენტრირებულ მილებში დახვეული ტურბულატორებით და მის გარეშე შესწავლილი იყო Al2O3@DW ნანოსითხის ტურბულენტური ნაკადების გამოყენებით იძულებითი კონვექციით.მაქსიმალური საშუალო ნუსელტის რიცხვი (Nuavg) და წნევის დაკარგვა შეინიშნება Re = 20,000-ზე, როდესაც კოჭის სიმაღლე = 25 მმ და Al2O3@DW nanofluid 1.6 vol.%.ასევე ჩატარდა ლაბორატორიული კვლევები გრაფენის ოქსიდის ნანოსითხეების (GO@DW) სითბოს გადაცემისა და წნევის დაკარგვის მახასიათებლების შესასწავლად, რომლებიც მიედინება თითქმის წრიულ მილებში WC ჩანართებით.შედეგებმა აჩვენა, რომ 0.12 vol%-GO@DW გაზრდის კონვექციური სითბოს გადაცემის კოეფიციენტს დაახლოებით 77%-ით.სხვა ექსპერიმენტულ კვლევაში ნანოსითხეები (TiO2@DW) შემუშავდა, რათა შეისწავლოს თერმო-ჰიდრავლიკური მახასიათებლები დვრილიანი მილების, რომლებიც აღჭურვილია გრეხილი ლენტის ჩანართებით20.მაქსიმალური ჰიდროთერმული ეფექტურობა 1.258 მიღწეული იქნა 0.15 vol%-TiO2@DW ჩაშენებული 45° დახრილ ლილვებში 3.0 გადახვევის კოეფიციენტით.ერთფაზიანი და ორფაზიანი (ჰიბრიდული) სიმულაციური მოდელები ითვალისწინებენ CuO@DW ნანოსითხეების ნაკადს და სითბოს გადაცემას სხვადასხვა მყარი კონცენტრაციით (1–4% მოც.%)21.ერთი დაგრეხილი ლენტით ჩასმული მილის მაქსიმალური თერმული ეფექტურობა არის 2,18, ხოლო იმავე პირობებში ორი გრეხილი ლენტით ჩასმული მილის 2,04 (ორფაზიანი მოდელი, Re = 36000 და 4 მოც.%).შესწავლილია კარბოქსიმეთილცელულოზის (CMC) და სპილენძის ოქსიდის (CuO) არანიუტონური ტურბულენტური ნანოსთხევადი ნაკადი მაგისტრალურ მილებში და გრეხილი ჩანართებით მილებში.Nuavg გვიჩვენებს გაუმჯობესებას 16.1% (მთავარი მილსადენისთვის) და 60% (დახვეული მილსადენისთვის (H/D = 5) თანაფარდობით).ზოგადად, ტრიალი-ლენტის დაბალი თანაფარდობა იწვევს ხახუნის მაღალ კოეფიციენტს.ექსპერიმენტულ კვლევაში შესწავლილი იქნა მილების გავლენა გრეხილი ლენტით (TT) და ხვეულებით (VC) სითბოს გადაცემის თვისებებზე და ხახუნის კოეფიციენტზე CuO@DW ნანოსითხეების გამოყენებით.0.3 ტომის გამოყენებით.%-CuO@DW Re = 20,000-ზე შესაძლებელს ხდის VK-2 მილში სითბოს გადაცემის გაზრდას მაქსიმალურ მნიშვნელობამდე 44,45%.გარდა ამისა, ერთსა და იმავე სასაზღვრო პირობებში გრეხილი წყვილის კაბელის და კოჭის ჩასმის გამოყენებისას, ხახუნის კოეფიციენტი იზრდება 1.17 და 1.19 ფაქტორებით DW-თან შედარებით.ზოგადად, ხვეულებში ჩასმული ნანოსითხეების თერმული ეფექტურობა უკეთესია, ვიდრე ნანოსითხეებში ჩასმული სადენებში.ტურბულენტური (MWCNT@DW) ნანოსითხის ნაკადის მოცულობითი მახასიათებელი შესწავლილი იქნა სპირალურ მავთულში ჩასმული ჰორიზონტალური მილის შიგნით.თერმული მუშაობის პარამეტრები იყო > 1 ყველა შემთხვევისთვის, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ ნანოსთხევადების კომბინაცია კოჭის ჩანართთან აუმჯობესებს სითბოს გადაცემას ტუმბოს ენერგიის მოხმარების გარეშე.რეზიუმე - ორი მილის სითბოს გადამცვლელის ჰიდროთერმული მახასიათებლები სხვადასხვა ჩანართებით, რომლებიც დამზადებულია მოდიფიცირებული გრეხილი-გრეხილი V- ფორმის ლენტით (VcTT) შესწავლილი იყო Al2O3 + TiO2@DW ნანოსითხის ტურბულენტური ნაკადის პირობებში.ბაზის მილებში DW-თან შედარებით, Nuavg-ს აქვს მნიშვნელოვანი გაუმჯობესება 132%-ით და ხახუნის კოეფიციენტი 55%-მდე.გარდა ამისა, განხილული იყო Al2O3+TiO2@DW ნანოკომპოზიტის ენერგოეფექტურობა ორ მილის სითბოს გადამცვლელში26.მათ კვლევაში მათ აღმოაჩინეს, რომ Al2O3 + TiO2@DW და TT-ის გამოყენებამ გააუმჯობესა ენერგეტიკის ეფექტურობა DW-თან შედარებით.კონცენტრირებულ მილაკოვან სითბოს გადამცვლელებში VcTT ტურბულატორებით, Singh და Sarkar27 იყენებდნენ ფაზის შეცვლის მასალებს (PCM), დისპერსიულ ერთ/ნანოკომპოზიტურ ნანოსითხეებს (Al2O3@DW PCM-ით და Al2O3 + PCM).მათ განაცხადეს, რომ სითბოს გადაცემა და წნევის დაკარგვა მატულობს, როგორც შებრუნების კოეფიციენტი მცირდება და ნანონაწილაკების კონცენტრაცია იზრდება.უფრო დიდი V-ნაჭრის სიღრმის კოეფიციენტმა ან უფრო მცირე სიგანის კოეფიციენტმა შეიძლება უზრუნველყოს უფრო დიდი სითბოს გადაცემა და წნევის დაკარგვა.გარდა ამისა, გრაფენ-პლატინი (Gr-Pt) გამოიყენებოდა სითბოს, ხახუნის და მთლიანი ენტროპიის წარმოქმნის სიჩქარის გამოსაკვლევად მილებში 2-TT28 ჩანართებით.მათმა კვლევამ აჩვენა, რომ (Gr-Pt) უფრო მცირე პროცენტმა მნიშვნელოვნად შეამცირა სითბოს ენტროპიის წარმოქმნა შედარებით მაღალ ხახუნის ენტროპიასთან შედარებით.შერეული Al2O3@MgO ნანოსითხეები და კონუსური WC შეიძლება ჩაითვალოს კარგ ნარევად, რადგან გაზრდილი თანაფარდობა (h/Δp) შეუძლია გააუმჯობესოს ორმილის სითბოს გადამცვლელის ჰიდროთერმული მოქმედება 29 .ციფრული მოდელი გამოიყენება სითბოს გადამცვლელების ენერგიის დაზოგვისა და გარემოსდაცვითი მუშაობის შესაფასებლად სხვადასხვა სამნაწილიანი ჰიბრიდული ნანოსითხეებით (THNF) (Al2O3 + გრაფინი + MWCNT), რომლებიც შეჩერებულია DW30-ში.მისი შესრულების შეფასების კრიტერიუმების (PEC) გამო 1,42–2,35 დიაპაზონში, საჭიროა დეპრესიული გრეხილი ტურბულაიზერის ჩანართის (DTTI) და (Al2O3 + Graphene + MWCNT) კომბინაცია.
აქამდე მცირე ყურადღება ეთმობოდა კოვალენტური და არაკოვალენტური ფუნქციონალიზაციის როლს თერმულ სითხეებში ჰიდროდინამიკურ ნაკადში.ამ კვლევის სპეციფიური მიზანი იყო ნანოსითხეების (ZNP-SDBS@DV) და (ZNP-COOH@DV) თერმული-ჰიდრავლიკური მახასიათებლების შედარება 45° და 90° სპირალის კუთხით გრეხილი ლენტის ჩანართებში.თერმოფიზიკური თვისებები გაზომილი იყო Tin = 308 K-ზე. ამ შემთხვევაში, შედარების პროცესში გათვალისწინებული იყო სამი მასური ფრაქცია, როგორიცაა (0.025 wt.%, 0.05 wt.% და 0.1 wt.%).თერმოჰიდრავლიკური მახასიათებლების გადასაჭრელად გამოიყენება ათვლის ძაბვის გადაცემა 3D ტურბულენტური ნაკადის მოდელში (SST k-ω).ამრიგად, ამ კვლევას მნიშვნელოვანი წვლილი შეაქვს დადებითი თვისებების (სითბოს გადაცემა) და უარყოფითი თვისებების (წნევის ვარდნა ხახუნისას) შესწავლაში, აჩვენა თერმოჰიდრავლიკური მახასიათებლები და რეალური სამუშაო სითხეების ოპტიმიზაცია ასეთ საინჟინრო სისტემებში.
ძირითადი კონფიგურაცია არის გლუვი მილი (L = 900 მმ და Dh = 20 მმ).ჩასმული გრეხილი ფირის ზომები (სიგრძე = 20 მმ, სისქე = 0,5 მმ, პროფილი = 30 მმ).ამ შემთხვევაში, სპირალური პროფილის სიგრძე, სიგანე და დარტყმა იყო შესაბამისად 20 მმ, 0.5 მმ და 30 მმ.გრეხილი ლენტები დახრილია 45° და 90°-ით.სხვადასხვა სამუშაო სითხეები, როგორიცაა DW, არაკოვალენტური ნანოსითხეები (GNF-SDBS@DW) და კოვალენტური ნანოსითხეები (GNF-COOH@DW) Tin = 308 K-ზე, სამი განსხვავებული მასის კონცენტრაცია და სხვადასხვა რეინოლდსის რიცხვი.ტესტები ჩატარდა სითბოს გადამცვლელის შიგნით.სპირალური მილის გარე კედელი თბებოდა ზედაპირის მუდმივ ტემპერატურაზე 330 K, რათა გამოსცადა პარამეტრები სითბოს გადაცემის გასაუმჯობესებლად.
ნახ.1 სქემატურად გვიჩვენებს გრეხილი ლენტის ჩასმის მილს მოქმედი სასაზღვრო პირობებით და ბადისებრი ფართობით.როგორც უკვე აღვნიშნეთ, სიჩქარისა და წნევის სასაზღვრო პირობები ვრცელდება სპირალის შემავალ და გამომავალ ნაწილებზე.ზედაპირის მუდმივ ტემპერატურაზე მილის კედელზე დაწესებულია არასრიალის მდგომარეობა.მიმდინარე რიცხვითი სიმულაცია იყენებს წნევაზე დაფუძნებულ გადაწყვეტას.ამავდროულად, პროგრამა (ANSYS FLUENT 2020R1) გამოიყენება ნაწილობრივი დიფერენციალური განტოლების (PDE) გადასაყვანად ალგებრულ განტოლებათა სისტემაში სასრული მოცულობის მეთოდის (FMM) გამოყენებით.მეორე რიგის SIMPLE მეთოდი (ნახევრად იმპლიციტური მეთოდი თანმიმდევრული წნევაზე დამოკიდებული განტოლებისთვის) დაკავშირებულია სიჩქარე-წნევასთან.ხაზგასმით უნდა აღინიშნოს, რომ ნარჩენების კონვერგენცია მასის, იმპულსის და ენერგიის განტოლებისთვის არის 103-ზე და 106-ზე ნაკლები, შესაბამისად.
p ფიზიკური და გამოთვლითი დომენების დიაგრამა: (ა) სპირალის კუთხე 90°, (ბ) სპირალის კუთხე 45°, (გ) სპირალის დანის გარეშე.
ნანოსითხეების თვისებების ასახსნელად გამოიყენება ერთგვაროვანი მოდელი.საბაზისო სითხეში (DW) ნანომასალების ჩართვის შედეგად წარმოიქმნება უწყვეტი სითხე შესანიშნავი თერმული თვისებებით.ამასთან დაკავშირებით, საბაზისო სითხისა და ნანომასალის ტემპერატურასა და სიჩქარეს ერთი და იგივე მნიშვნელობა აქვს.ზემოაღნიშნული თეორიებისა და ვარაუდებიდან გამომდინარე, ამ კვლევაში მუშაობს ეფექტური ერთფაზიანი ნაკადი.რამდენიმე კვლევამ აჩვენა ნანოსთხევადი ნაკადისთვის ერთფაზიანი ტექნიკის ეფექტურობა და გამოყენებადობა31,32.
ნანოსითხეების ნაკადი უნდა იყოს ნიუტონის ტურბულენტური, შეუკუმშვადი და სტაციონარული.შეკუმშვის მუშაობა და ბლანტი გათბობა შეუსაბამოა ამ კვლევაში.გარდა ამისა, არ არის გათვალისწინებული მილის შიდა და გარე კედლების სისქე.ამრიგად, მასის, იმპულსის და ენერგიის კონსერვაციის განტოლებები, რომლებიც განსაზღვრავენ თერმულ მოდელს, შეიძლება გამოიხატოს შემდეგნაირად:
სადაც \(\overrightarrow{V}\) არის საშუალო სიჩქარის ვექტორი, Keff = K + Kt არის კოვალენტური და არაკოვალენტური ნანოსითხეების ეფექტური თბოგამტარობა, და ε არის ენერგიის გაფანტვის სიჩქარე.ნანო სითხეების ეფექტური თერმოფიზიკური თვისებები, მათ შორის სიმკვრივე (ρ), სიბლანტე (μ), სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე (Cp) და თბოგამტარობა (k), რომელიც ნაჩვენებია ცხრილში, გაზომილი იყო ექსპერიმენტული კვლევის დროს 308 K1 ტემპერატურაზე გამოყენებისას. ამ ტრენაჟორებში.
ტურბულენტური ნანოსითხის ნაკადის რიცხვითი სიმულაციები ჩვეულებრივ და TT მილებში შესრულდა რეინოლდსის ნომრებზე 7000 ≤ Re ≤ 17000. ეს სიმულაციები და კონვექციური სითბოს გადაცემის კოეფიციენტები გაანალიზებული იყო მენტორის κ-ω ტურბულენტური მოდელის გამოყენებით ათვლის დაძაბულობის საშუალო გადაცემის (SST) მოდელი Navier-Stokes, რომელიც ჩვეულებრივ გამოიყენება აეროდინამიკურ კვლევებში.გარდა ამისა, მოდელი მუშაობს კედლის ფუნქციის გარეშე და ზუსტია 35,36 კედლებთან.(SST) κ-ω ტურბულენტური მოდელის მმართველი განტოლებები შემდეგია:
სადაც \(S\) არის დაძაბულობის სიჩქარის მნიშვნელობა და \(y\) არის მანძილი მიმდებარე ზედაპირამდე.ამასობაში, \({\alpha}_{1}\), \({\alpha}_{2}\), \({\beta}_{1}\), \({\beta}_{ 2 }\), \({\ბეტა}^{*}\), \({\sigma}_{{k}_{1}}\), \({\sigma}_{{k}_{ 2 }}\), \({\sigma}_{{\omega}_{1}}\) და \({\sigma}_{{\omega}_{2}}\) აღნიშნავენ მოდელის ყველა მუდმივობას.F1 და F2 შერეული ფუნქციებია.შენიშვნა: F1 = 1 სასაზღვრო ფენაში, 0 შემომავალი ნაკადში.
შესრულების შეფასების პარამეტრები გამოიყენება ტურბულენტური კონვექციური სითბოს გადაცემის, კოვალენტური და არაკოვალენტური ნანოსითხის ნაკადის შესასწავლად, მაგალითად31:
ამ კონტექსტში, (\(\rho\)), (\(v\)), (\({D}_{h}\)) და (\(\mu\)) გამოიყენება სიმკვრივისთვის, სითხის სიჩქარისთვის. , ჰიდრავლიკური დიამეტრი და დინამიური სიბლანტე.(\({C}_{p}\, \mathrm{u}\, k\)) - მიედინება სითხის სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე და თბოგამტარობა.ასევე, (\(\dot{m}\)) აღნიშნავს მასის ნაკადს და (\({T}_{out}-{T}_{in}\)) აღნიშნავს შესასვლელი და გამომავალი ტემპერატურის განსხვავებას.(NFs) ეხება კოვალენტურ, არაკოვალენტურ ნანოსითხეებს და (DW) ეხება გამოხდილ წყალს (ბაზის სითხეს).\({A}_{s} = \pi DL\), \({\overline{T}}_{f}=\frac{\left({T}_{out}-{T}_{in }\right)}{2}\) და \({\overline{T}}_{w}=\sum \frac{{T}_{w}}{n}\).
საბაზისო სითხის (DW), არაკოვალენტური ნანოსითხის (GNF-SDBS@DW) და კოვალენტური ნანოსთხის (GNF-COOH@DW) თერმოფიზიკური თვისებები აღებულია გამოქვეყნებული ლიტერატურიდან (ექსპერიმენტული კვლევები), Sn = 308 K, როგორც ნაჩვენებია ცხრილში 134. ტიპიურ ექსპერიმენტში არაკოვალენტური (GNP-SDBS@DW) ნანოსითხის მისაღებად ცნობილი მასის პროცენტებით, პირველადი GNP-ის გარკვეული გრამი თავდაპირველად აიწონა ციფრულ ბალანსზე.SDBS/მშობლიური GNP-ის წონის თანაფარდობა არის (0.5:1) შეწონილი DW-ში.ამ შემთხვევაში, კოვალენტური (COOH-GNP@DW) ნანოსითხეები სინთეზირებული იყო GNP-ის ზედაპირზე კარბოქსილის ჯგუფების დამატებით, ძლიერ მჟავე გარემოს გამოყენებით HNO3 და H2SO4 მოცულობითი თანაფარდობით (1:3).კოვალენტური და არაკოვალენტური ნანოსითხეები შეჩერებული იყო DW-ში სამი განსხვავებული წონის პროცენტით, როგორიცაა 0.025 wt%, 0.05 wt%.და მასის 0,1%.
ბადის დამოუკიდებლობის ტესტები ჩატარდა ოთხ განსხვავებულ გამოთვლით დომენში იმის უზრუნველსაყოფად, რომ ქსელის ზომა არ იმოქმედებს სიმულაციაზე.45° ტორსიული მილის შემთხვევაში, ერთეულის ზომით 1,75 მმ არის 249,033, ერთეულის ზომით 2 მმ არის 307,969, ერთეულის ზომით 2,25 მმ არის 421,406, ხოლო ერთეულების რაოდენობა. ერთეულის ზომით 2 .5 მმ 564 940 შესაბამისად.გარდა ამისა, 90° გრეხილი მილის მაგალითში, ელემენტების რაოდენობა 1,75 მმ ელემენტის ზომით არის 245,531, ელემენტების რაოდენობა 2 მმ ელემენტის ზომით არის 311,584, ელემენტების რაოდენობა 2,25 მმ ელემენტის ზომით. 422,708, ხოლო ელემენტების რაოდენობა 2,5 მმ ზომით არის შესაბამისად 573,826.თერმული თვისებების წაკითხვის სიზუსტე, როგორიცაა (Tout, htc და Nuavg) იზრდება ელემენტების რაოდენობის შემცირებით.ამავდროულად, ხახუნის კოეფიციენტისა და წნევის ვარდნის მნიშვნელობების სიზუსტე აჩვენებდა სრულიად განსხვავებულ ქცევას (ნახ. 2).ბადე (2) გამოიყენებოდა, როგორც ბადის ძირითადი არე, სიმულირებული შემთხვევაში თერმოჰიდრავლიკური მახასიათებლების შესაფასებლად.
სითბოს გადაცემის და წნევის ვარდნის ეფექტურობის ტესტირება ბადისგან დამოუკიდებლად, 45° და 90°-ზე გადაბრუნებული DW მილების წყვილის გამოყენებით.
წინამდებარე რიცხვითი შედეგები დადასტურებულია სითბოს გადაცემის შესრულებისა და ხახუნის კოეფიციენტისთვის ცნობილი ემპირიული კორელაციებისა და განტოლებების გამოყენებით, როგორიცაა დიტუს-ბელტერი, პეტუხოვი, გნელინსკი, ნოტერ-როუზი და ბლასიუსი.შედარება განხორციელდა 7000≤Re≤17000 პირობით.ნახ.3, საშუალო და მაქსიმალური შეცდომები სიმულაციის შედეგებსა და სითბოს გადაცემის განტოლებას შორის არის 4.050 და 5.490% (დიტუს-ბელტერი), 9.736 და 11.33% (პეტუხოვი), 4.007 და 7.483% (გნელინსკი) და 3.883% და 3.893% (4%). ნოტ-ბელტერი).ვარდი).ამ შემთხვევაში საშუალო და მაქსიმალური შეცდომები სიმულაციის შედეგებსა და ხახუნის კოეფიციენტის განტოლებას შორის არის შესაბამისად 7,346% და 8,039% (ბლასიუსი) და 8,117% და 9,002% (პეტუხოვი).
DW-ის სითბოს გადაცემა და ჰიდროდინამიკური თვისებები რეინოლდსის სხვადასხვა რიცხვებზე რიცხვითი გამოთვლებისა და ემპირიული კორელაციების გამოყენებით.
ამ განყოფილებაში განხილულია არაკოვალენტური (LNP-SDBS) და კოვალენტური (LNP-COOH) წყლის ნანოსითხეების თერმული თვისებები სამ სხვადასხვა მასის ფრაქციებზე და რეინოლდსის რიცხვებში, როგორც საშუალო სითხესთან შედარებით (DW).დახვეული სარტყლის სითბოს გადამცვლელების ორი გეომეტრია (სპირალის კუთხე 45° და 90°) განხილულია 7000 ≤ Re ≤ 17000. ნახ.4 გვიჩვენებს საშუალო ტემპერატურას ნანოსითხის საბაზისო სითხეში (DW) გასასვლელში (\(\frac{{{T}_{out}}_{NFs}}{{{T}_{out}}_{ DW } } \) ) (0,025% წონა, 0,05% წონა და 0,1% წონა).(\(\frac{{{T}_{out}}_{NFs}}{{{T}_{out}}_{DW}}\)) ყოველთვის არის 1-ზე ნაკლები, რაც ნიშნავს, რომ გამოსასვლელი ტემპერატურა არის არაკოვალენტური (VNP-SDBS) და კოვალენტური (VNP-COOH) ნანოსითხეები ტემპერატურაზე დაბალია ბაზის სითხის გამოსასვლელში.ყველაზე დაბალი და ყველაზე მაღალი შემცირება იყო 0.1 wt%-COOH@GNPs და 0.1 wt%-SDBS@GNPs, შესაბამისად.ეს ფენომენი განპირობებულია რეინოლდსის რიცხვის ზრდით მუდმივი მასის ფრაქციაზე, რაც იწვევს ნანოსითხის თვისებების ცვლილებას (ანუ სიმკვრივისა და დინამიური სიბლანტის).
ნახატები 5 და 6 გვიჩვენებს ნანოსითხის საშუალო სითბოს გადაცემის მახასიათებლებს ფუძე სითხეში (DW) (0.025 wt.%, 0.05 wt.% და 0.1 wt.%).სითბოს გადაცემის საშუალო თვისებები ყოველთვის 1-ზე მეტია, რაც ნიშნავს, რომ არაკოვალენტური (LNP-SDBS) და კოვალენტური (LNP-COOH) ნანოსითხეების სითბოს გადაცემის თვისებები გაუმჯობესებულია საბაზო სითხესთან შედარებით.0.1 wt%-COOH@GNPs და 0.1 wt%-SDBS@GNPs მიაღწიეს, შესაბამისად, ყველაზე დაბალ და უმაღლეს მოგებას.როდესაც რეინოლდსის რიცხვი იზრდება უფრო დიდი სითხის შერევისა და ტურბულენტობის გამო მილ 1-ში, სითბოს გადაცემის მოქმედება უმჯობესდება.სითხეები მცირე უფსკრულით აღწევს უფრო მაღალ სიჩქარეს, რის შედეგადაც წარმოიქმნება უფრო თხელი სიჩქარის/სითბოს სასაზღვრო ფენა, რაც ზრდის სითბოს გადაცემის სიჩქარეს.საბაზისო სითხეში მეტი ნანონაწილაკების დამატებას შეიძლება ჰქონდეს როგორც დადებითი, ასევე უარყოფითი შედეგები.სასარგებლო ეფექტები მოიცავს ნანონაწილაკების შეჯახების გაზრდას, სითხის ხელსაყრელ თერმული კონდუქტომეტრულ მოთხოვნებს და გაძლიერებულ სითბოს გადაცემას.
ნანოსითხის სითბოს გადაცემის კოეფიციენტი საბაზისო სითხეში დამოკიდებულია რეინოლდსის რიცხვზე 45° და 90° მილებისთვის.
ამავდროულად, უარყოფით ეფექტს წარმოადგენს ნანოსთხის დინამიური სიბლანტის ზრდა, რაც ამცირებს ნანოსითხის მობილურობას, რითაც ამცირებს საშუალო ნუსელტის რიცხვს (Nuavg).ნანოსითხეების (ZNP-SDBS@DW) და (ZNP-COOH@DW) გაზრდილი თბოგამტარობა უნდა იყოს ბრაუნის მოძრაობისა და DW37-ში შეჩერებული გრაფენის ნანონაწილაკების მიკროკონვექციის გამო.ნანოსითხის (ZNP-COOH@DV) თბოგამტარობა უფრო მაღალია, ვიდრე ნანოსთხევადი (ZNP-SDBS@DV) და გამოხდილი წყალი.საბაზისო სითხეში მეტი ნანომასალის დამატება ზრდის მათ თბოგამტარობას (ცხრილი 1)38.
სურათი 7 ასახავს ნანოსითხეების ხახუნის საშუალო კოეფიციენტს ფუძე სითხესთან (DW) (f(NFs)/f(DW)) მასის პროცენტებში (0.025%, 0.05% და 0.1%).ხახუნის საშუალო კოეფიციენტი ყოველთვის არის ≈1, რაც ნიშნავს, რომ არაკოვალენტურ (GNF-SDBS@DW) და კოვალენტურ (GNF-COOH@DW) ნანოსითხეებს აქვთ იგივე ხახუნის კოეფიციენტი, რაც საბაზისო სითხეს.სითბოს გადამცვლელი ნაკლები სივრცით ქმნის უფრო მეტ ნაკადის შეფერხებას და ზრდის ნაკადის ხახუნს1.ძირითადად, ხახუნის კოეფიციენტი ოდნავ იზრდება ნანოსითხის მასის წილის მატებასთან ერთად.უფრო მაღალი ხახუნის დანაკარგები გამოწვეულია ნანოსთხის გაზრდილი დინამიკური სიბლანტისა და ზედაპირზე გაზრდილი ათვლის სტრესით, ნანოგრაფის უფრო მაღალი მასის პროცენტული შემცველობით საბაზისო სითხეში.ცხრილი (1) გვიჩვენებს, რომ ნანოსთხის დინამიური სიბლანტე (ZNP-SDBS@DV) უფრო მაღალია, ვიდრე ნანოსთხევა (ZNP-COOH@DV) იმავე წონის პროცენტული მაჩვენებლით, რაც დაკავშირებულია ზედაპირული ეფექტების დამატებასთან.აქტიური აგენტები არაკოვალენტურ ნანოსითხეზე.
ნახ.8 გვიჩვენებს ნანოსითხეს საბაზისო სითხესთან შედარებით (DW) (\(\frac{{\Delta P}_{NFs}}{{\Delta P}_{DW}}\)) (0.025%, 0.05% და 0.1% ).არაკოვალენტურმა (GNPs-SDBS@DW) ნანოსითხემ აჩვენა უფრო მაღალი საშუალო წნევის დაკარგვა და მასის პროცენტული მატება 2.04%-მდე 0.025% წონისთვის, 2.46% 0.05% წონისთვის.და 3.44% 0.1% wt.კორპუსის გადიდებით (სპირალის კუთხე 45° და 90°).იმავდროულად, ნანოსითხემ (GNPs-COOH@DW) აჩვენა დაბალი წნევის საშუალო დანაკარგი, რომელიც გაიზარდა 1.31%-დან 0.025% წონაზე.1,65%-მდე 0,05% წონაზე.წნევის საშუალო დაკარგვა 0.05 wt.%-COOH@NP და 0.1 wt.%-COOH@NP არის 1.65%.როგორც ხედავთ, წნევის ვარდნა ყველა შემთხვევაში იზრდება Re რიცხვის მატებასთან ერთად.გაზრდილი წნევის ვარდნა მაღალი Re მნიშვნელობებზე მიუთითებს მოცულობის ნაკადზე პირდაპირი დამოკიდებულებით.ამიტომ მილში Re-ის უფრო მაღალი რაოდენობა იწვევს წნევის უფრო მაღალ ვარდნას, რაც მოითხოვს ტუმბოს სიმძლავრის გაზრდას39,40.გარდა ამისა, წნევის დანაკარგები უფრო მაღალია მორევებისა და ტურბულენტობის უფრო მაღალი ინტენსივობის გამო, რომელიც წარმოიქმნება უფრო დიდი ზედაპირის ფართობით, რაც ზრდის წნევისა და ინერციის ძალების ურთიერთქმედებას სასაზღვრო ფენაში1.
ზოგადად, შესრულების შეფასების კრიტერიუმები (PEC) არაკოვალენტური (VNP-SDBS@DW) და კოვალენტური (VNP-COOH@DW) ნანოსითხეებისთვის ნაჩვენებია ნახ.9. ნანოთხევადმა (ZNP-SDBS@DV) აჩვენა უფრო მაღალი PEC მნიშვნელობები, ვიდრე (ZNP-COOH@DV) ორივე შემთხვევაში (სპირალის კუთხე 45° და 90°) და გაუმჯობესდა მასის წილის გაზრდით, მაგალითად, 0,025 wt.%.არის 1.17, 0.05 wt.% არის 1.19 და 0.1 wt.% არის 1.26.იმავდროულად, PEC მნიშვნელობები ნანოთხევადების გამოყენებით (GNPs-COOH@DW) იყო 1.02 0.025 წონით%, 1.05 0.05 wt%, 1.05 0.1 wt%.ორივე შემთხვევაში (სპირალის კუთხე 45° და 90°).1.02.როგორც წესი, რეინოლდსის რიცხვის მატებასთან ერთად საგრძნობლად იკლებს თბოჰიდრავლიკური ეფექტურობა.რეინოლდსის რიცხვის მატებასთან ერთად, თერმოჰიდრავლიკური ეფექტურობის კოეფიციენტის შემცირება სისტემატურად ასოცირდება (NuNFs/NuDW) მატებასთან და (fNFs/fDW) შემცირებასთან.
ნანოსითხეების ჰიდროთერმული თვისებები ფუძე სითხეებთან მიმართებაში დამოკიდებულია რეინოლდსის რიცხვებზე 45° და 90° კუთხით მილებისთვის.
ამ განყოფილებაში განხილულია წყლის (DW), არაკოვალენტური (VNP-SDBS@DW) და კოვალენტური (VNP-COOH@DW) ნანოსითხეების თერმული თვისებები სამ სხვადასხვა მასის კონცენტრაციით და რეინოლდსის რიცხვით.თბოგამცვლელის ორი დახვეული ქამრის გეომეტრია განხილული იყო 7000 ≤ Re ≤ 17000 დიაპაზონში ჩვეულებრივი მილების მიმართ (სპირალის კუთხეები 45° და 90°), საშუალო თერმოჰიდრავლიკური მუშაობის შესაფასებლად.ნახ.10 გვიჩვენებს წყლის და ნანოსითხეების ტემპერატურას გამოსასვლელში, როგორც საშუალოდ (სპირალის კუთხე 45° და 90°) საერთო მილისთვის (\(\frac{{{T}_{out}}_{Twisted}}{{ {T} _{გამოსული}}_{რეგულარული}}\)).არაკოვალენტურ (GNP-SDBS@DW) და კოვალენტურ (GNP-COOH@DW) ნანოსითხეებს აქვთ სამი განსხვავებული წონის ფრაქცია, როგორიცაა 0.025 wt%, 0.05 wt% და 0.1 wt%.როგორც ნაჩვენებია ნახ.11, გამოსასვლელი ტემპერატურის საშუალო მნიშვნელობა (\(\frac{{{T}_{out}}_{Twisted}}{{{T}_{out}}_{Plain}}\)) > 1, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ (45° და 90° სპირალის კუთხე) სითბოს გადამცვლელის გამოსასვლელში ტემპერატურა უფრო მნიშვნელოვანია, ვიდრე ჩვეულებრივი მილის, ტურბულენტობის უფრო დიდი ინტენსივობის და სითხის უკეთესი შერევის გამო.გარდა ამისა, ტემპერატურა DW-ის გამოსასვლელში, არაკოვალენტური და კოვალენტური ნანოსითხეები შემცირდა რეინოლდსის რიცხვის მატებასთან ერთად.საბაზო სითხეს (DW) აქვს ყველაზე მაღალი საშუალო გამოსასვლელი ტემპერატურა.იმავდროულად, ყველაზე დაბალი მნიშვნელობა ეხება 0.1 wt%-SDBS@GNPs.არაკოვალენტურმა (GNPs-SDBS@DW) ნანოსთხეებმა აჩვენეს გამომავალი საშუალო დაბალი ტემპერატურა კოვალენტურ (GNPs-COOH@DW) ნანოსთხეებთან შედარებით.ვინაიდან გრეხილი ლენტი ნაკადის ველს უფრო შერეულს ხდის, კედელთან ახლოს სითბოს ნაკადი უფრო ადვილად გადის სითხეში, გაზრდის საერთო ტემპერატურას.შებრუნების და ლენტის დაბალი თანაფარდობა იწვევს უკეთეს შეღწევას და, შესაბამისად, უკეთეს სითბოს გადაცემას.მეორეს მხრივ, ჩანს, რომ ნაგლინი ლენტი ინარჩუნებს დაბალ ტემპერატურას კედელთან მიმართებაში, რაც თავის მხრივ ზრდის ნუავგს.გრეხილი ფირის ჩასართავებისთვის, Nuavg-ის უფრო მაღალი მნიშვნელობა მიუთითებს გაუმჯობესებულ კონვექციურ სითბოს გადაცემას მილში22.გაზრდილი ნაკადის ბილიკის და დამატებითი შერევისა და ტურბულენტობის გამო, დაბინავების დრო იზრდება, რის შედეგადაც იზრდება სითხის ტემპერატურა გამოსასვლელში41.
რეინოლდსის რაოდენობა სხვადასხვა ნანოსითხეებში ჩვეულებრივი მილების გამოსასვლელი ტემპერატურის მიმართ (45° და 90° სპირალის კუთხეები).
სითბოს გადაცემის კოეფიციენტები (45° და 90° სპირალის კუთხე) რეინოლდსის რიცხვებთან შედარებით სხვადასხვა ნანოსითხეებისთვის, ჩვეულებრივ მილებთან შედარებით.
გაძლიერებული დახვეული ლენტის სითბოს გადაცემის ძირითადი მექანიზმი შემდეგია: 1. თბოგამცვლელი მილის ჰიდრავლიკური დიამეტრის შემცირება იწვევს დინების სიჩქარისა და გამრუდების ზრდას, რაც თავის მხრივ ზრდის კედელზე ათვლის სტრესს და ხელს უწყობს მეორად მოძრაობას.2. გრაგნილი ლენტის ჩაკეტვის გამო მილის კედელზე იზრდება სიჩქარე, მცირდება სასაზღვრო ფენის სისქე.3. გრეხილი სარტყლის უკან სპირალური ნაკადი იწვევს სიჩქარის მატებას.4. ინდუცირებული მორევები აუმჯობესებს სითხის შერევას დინების ცენტრალურ და კედელთან მდებარე რეგიონებს შორის42.ნახ.11 და ნახ.12 გვიჩვენებს DW-ისა და ნანოსითხეების სითბოს გადაცემის თვისებებს, მაგალითად (თბოგადაცემის კოეფიციენტი და საშუალო ნუსელტის რიცხვი), როგორც საშუალო მაჩვენებლები გრეხილი ლენტის ჩასმის მილების გამოყენებით ჩვეულებრივ მილებთან შედარებით.არაკოვალენტურ (GNP-SDBS@DW) და კოვალენტურ (GNP-COOH@DW) ნანოსითხეებს აქვთ სამი განსხვავებული წონის ფრაქცია, როგორიცაა 0.025 wt%, 0.05 wt% და 0.1 wt%.ორივე სითბოს გადამცვლელში (45° და 90° სპირალის კუთხე) სითბოს გადაცემის საშუალო შესრულება არის >1, რაც მიუთითებს სითბოს გადაცემის კოეფიციენტისა და საშუალო ნუსელტის რიცხვის გაუმჯობესებაზე დახვეული მილებით ჩვეულებრივ მილებთან შედარებით.არაკოვალენტური (GNPs-SDBS@DW) ნანოსითხეები აჩვენებდნენ უფრო მაღალი საშუალო სითბოს გადაცემის გაუმჯობესებას, ვიდრე კოვალენტური (GNPs-COOH@DW) ნანოსითხეები.Re = 900-ზე, სითბოს გადაცემის მუშაობის 0.1 wt% გაუმჯობესება - SDBS@GNPs ორი სითბოს გადამცვლელისთვის (45° და 90° სპირალის კუთხე) იყო ყველაზე მაღალი მნიშვნელობით 1.90.ეს ნიშნავს, რომ ერთიანი TP ეფექტი უფრო მნიშვნელოვანია სითხის დაბალი სიჩქარის დროს (რეინოლდსის რიცხვი)43 და ტურბულენტობის ინტენსივობის გაზრდისას.მრავალი მორევის დანერგვის გამო, სითბოს გადაცემის კოეფიციენტი და TT მილების საშუალო ნუსელტის რაოდენობა უფრო მაღალია, ვიდრე ჩვეულებრივი მილები, რის შედეგადაც ხდება უფრო თხელი სასაზღვრო ფენა.ზრდის თუ არა HP-ის არსებობა ტურბულენტობის ინტენსივობას, სამუშაო სითხის ნაკადების შერევას და გაძლიერებულ სითბოს გადაცემას ბაზის მილებთან შედარებით (დაგრეხილ-გრეხილი ლენტის ჩასმის გარეშე)21.
ნუსელტის საშუალო რიცხვი (სპირალის კუთხე 45° და 90°) რეინოლდსის რიცხვთან შედარებით სხვადასხვა ნანოსითხეებისთვის, ჩვეულებრივ მილებთან შედარებით.
13 და 14 სურათებზე ნაჩვენებია ხახუნის საშუალო კოეფიციენტი (\(\frac{{f}_{Twisted}}{{f}_{Plain}}\)) და წნევის დაკარგვის (\(\frac{{\Delta P}) _ {Twisted}}{{\Delta P}_{Plain}}\}} დაახლოებით 45° და 90° ჩვეულებრივი მილებისთვის DW ნანოსითხეების გამოყენებით, (GNPs-SDBS@DW) და (GNPs-COOH@DW) იონგამცვლელი შეიცავს (0,025 wt %, 0,05 wt % და 0,1 wt %). {{f}_{Plain} }\)) და წნევის დაკარგვა (\(\frac{{ \Delta P}_{Twisted}}{{\Delta P }_{უბრალო}}\}) შემცირება. შემთხვევები, ხახუნის კოეფიციენტი და წნევის დაკარგვა უფრო მაღალია რეინოლდსის ქვედა რიცხვებში. ხახუნის საშუალო კოეფიციენტი და წნევის დაკარგვა არის 3.78-დან 3.12-მდე. საშუალო ხახუნის კოეფიციენტი და წნევის დაკარგვა აჩვენებს, რომ (45° სპირალი კუთხის და 90°) სითბოს გადამცვლელის ღირებულება სამჯერ აღემატება ჩვეულებრივ მილებს. გარდა ამისა, როდესაც სამუშაო სითხე მიედინება უფრო მაღალი სიჩქარით, მცირდება ხახუნის კოეფიციენტი. პრობლემა წარმოიქმნება იმის გამო, რომ რეინოლდსის რიცხვი იზრდება, სასაზღვრო ფენის სისქე მცირდება, რაც იწვევს დაზიანებულ მხარეზე დინამიური სიბლანტის მოქმედების დაქვეითებას, სიჩქარის გრადიენტების და ათვლის ძაბვის შემცირებას და, შესაბამისად, ხახუნის კოეფიციენტის შემცირებას21.გაუმჯობესებული ბლოკირების ეფექტი TT-ის არსებობისა და გაზრდილი მორევის გამო იწვევს ჰეტეროგენული TT მილებისთვის წნევის მნიშვნელოვნად მაღალ დანაკარგებს, ვიდრე ბაზის მილებს.გარდა ამისა, როგორც საბაზო მილისთვის, ასევე TT მილისთვის, ჩანს, რომ წნევის ვარდნა იზრდება სამუშაო სითხის სიჩქარით43.
ხახუნის კოეფიციენტი (45° და 90° სპირალის კუთხე) რეინოლდსის რიცხვთან მიმართებაში სხვადასხვა ნანოსითხეებისთვის ჩვეულებრივ მილებთან შედარებით.
წნევის დაკარგვა (45° და 90° სპირალის კუთხე) როგორც რეინოლდსის რიცხვის ფუნქცია სხვადასხვა ნანოსითხეებისთვის ჩვეულებრივ მილთან შედარებით.
მოკლედ, სურათი 15 გვიჩვენებს შესრულების შეფასების კრიტერიუმებს (PEC) სითბოს გადამცვლელებისთვის 45° და 90° კუთხით უბრალო მილებთან შედარებით (\(\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}} \ ) ) (0.025 wt.%, 0.05 wt.% და 0.1 wt.%) DV, (VNP-SDBS@DV) და კოვალენტური (VNP-COOH@DV) ნანოსითხეების გამოყენებით.მნიშვნელობა (\(\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}\)) > 1 ორივე შემთხვევაში (45° და 90° სპირალის კუთხე) სითბოს გადამცვლელში.გარდა ამისა, (\(\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}\)) აღწევს თავის საუკეთესო მნიშვნელობას Re = 11,000-ზე.90° სითბოს გადამცვლელი აჩვენებს უმნიშვნელო ზრდას (\ (\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}\)) 45° სითბოს გადამცვლელთან შედარებით., Re = 11,000-ზე 0.1 wt%-GNPs@SDBS წარმოადგენს უფრო მაღალ (\(\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}\)) მნიშვნელობებს, მაგ. 1.25 45° სითბოს გადამცვლელის კუთხისთვის და 1.27 90° კუთხის სითბოს გადამცვლელისთვის.იგი აღემატება მასის წილადის ყველა პროცენტს, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ მილები გრეხილი ლენტის ჩასართებით აღემატება ჩვეულებრივ მილებს.აღსანიშნავია, რომ გაუმჯობესებულმა სითბოს გადაცემამ, რომელიც უზრუნველყოფილია ფირის ჩანართებით, გამოიწვია ხახუნის დანაკარგების მნიშვნელოვანი ზრდა22.
ეფექტურობის კრიტერიუმები რეინოლდსის რაოდენობის სხვადასხვა ნანოსითხეებისთვის ჩვეულებრივი მილების მიმართ (45° და 90° სპირალის კუთხე).
დანართი A გვიჩვენებს 45° და 90° სითბოს გადამცვლელების გამარტივებას Re = 7000 DW, 0.1 wt%-GNP-SDBS@DW და 0.1 wt%-GNP-COOH@DW გამოყენებით.განივი სიბრტყეში ნაკადი არის ყველაზე თვალსაჩინო თვისება გრეხილი ლენტის ჩასართების ეფექტის მთავარ ნაკადზე.45° და 90° სითბოს გადამცვლელების გამოყენება აჩვენებს, რომ სიჩქარე კედელთან ახლოს არის დაახლოებით იგივე.იმავდროულად, დანართი B აჩვენებს სიჩქარის კონტურებს 45° და 90° სითბოს გადამცვლელებისთვის Re = 7000 DW, 0.1 wt%-GNP-SDBS@DW და 0.1 wt%-GNP-COOH@DW გამოყენებით.სიჩქარის მარყუჟები არის სამ სხვადასხვა ადგილას (ნაჭერი), მაგალითად, Plain-1 (P1 = -30mm), Plain-4 (P4 = 60mm) და Plain-7 (P7 = 150mm).მილის კედელთან ნაკადის სიჩქარე ყველაზე დაბალია და სითხის სიჩქარე იზრდება მილის ცენტრისკენ.გარდა ამისა, საჰაერო სადინარში გავლისას იზრდება კედელთან დაბალი სიჩქარის ფართობი.ეს გამოწვეულია ჰიდროდინამიკური სასაზღვრო ფენის ზრდის გამო, რაც ზრდის კედელთან ახლოს დაბალი სიჩქარის რეგიონის სისქეს.გარდა ამისა, რეინოლდსის რიცხვის გაზრდა ზრდის საერთო სიჩქარის დონეს ყველა განივი მონაკვეთში, რითაც ამცირებს არხში დაბალი სიჩქარის რეგიონის სისქეს39.
კოვალენტურად და არაკოვალენტურად ფუნქციონალიზებული გრაფენის ნანოფურცლები შეფასდა გრეხილი ფირის ჩანართებში სპირალის კუთხით 45° და 90°.სითბოს გადამცვლელი რიცხობრივად იხსნება SST k-ომეგა ტურბულენტური მოდელის გამოყენებით 7000 ≤ Re ≤ 17000. თერმოფიზიკური თვისებები გამოითვლება Tin = 308 K. ერთდროულად გაათბეთ დაგრეხილი მილის კედელი 330 K მუდმივ ტემპერატურაზე. COOH@DV) განზავებული იყო სამი მასის რაოდენობით, მაგალითად (0.025 wt.%, 0.05 wt.% და 0.1 wt.%).მიმდინარე კვლევამ განიხილა ექვსი ძირითადი ფაქტორი: გამოსასვლელი ტემპერატურა, სითბოს გადაცემის კოეფიციენტი, საშუალო ნუსელტის რიცხვი, ხახუნის კოეფიციენტი, წნევის დაკარგვა და შესრულების შეფასების კრიტერიუმები.აქ არის ძირითადი დასკვნები:
გამოსასვლელი საშუალო ტემპერატურა (\({{T}_{out}}_{ნანოსთხევადი}\)/\({{T}_{out}}_{Basefluid}\)) ყოველთვის 1-ზე ნაკლებია, რაც ნიშნავს, რომ არაგავრცელებული ვალენტური (ZNP-SDBS@DV) და კოვალენტური (ZNP-COOH@DV) ნანოსითხეების გამოსასვლელი ტემპერატურა უფრო დაბალია, ვიდრე საბაზისო სითხე.იმავდროულად, გამოსასვლელის საშუალო ტემპერატურა (\({T}_{out}}_{Twisted}\)/\({{T}_{out}}_{Plain}\)) მნიშვნელობა > 1, რაც მიუთითებს ფაქტია, რომ (45° და 90° სპირალის კუთხე) გამოსასვლელი ტემპერატურა უფრო მაღალია, ვიდრე ჩვეულებრივი მილების.
ორივე შემთხვევაში, სითბოს გადაცემის თვისებების საშუალო მნიშვნელობები (ნანოსითხე/ბაზის სითხე) და (დაგრეხილი მილი/ნორმალური მილი) ყოველთვის აჩვენებს >1.არაკოვალენტური (GNPs-SDBS@DW) ნანოსითხეები აჩვენებდნენ სითბოს გადაცემის უფრო მაღალ საშუალო ზრდას, რაც შეესაბამება კოვალენტურ (GNPs-COOH@DW) ნანოსითხეებს.
არაკოვალენტური (VNP-SDBS@DW) და კოვალენტური (VNP-COOH@DW) ნანოსითხეების საშუალო ხახუნის კოეფიციენტი (\({f}_{ნანოსითხეები}/{f}_{ბაზის სითხე}\)) ყოველთვის არის ≈1 .არაკოვალენტური (ZNP-SDBS@DV) და კოვალენტური (ZNP-COOH@DV) ნანოსითხეების (\({f}_{Twisted}/{f}_{Plain}\)) ხახუნი ყოველთვის > 3.
ორივე შემთხვევაში (45° და 90° სპირალის კუთხე), ნანოსითხეები (GNPs-SDBS@DW) უფრო მაღალი იყო (\({\დელტა P}_{ნანოსთხევა}/{\დელტა P}_{ბაზის სითხე}\)) 0,025 wt .% 2.04%, 0.05 wt.% 2.46% და 0.1 wt.% 3.44%.იმავდროულად, (GNPs-COOH@DW) ნანოსითხეებმა აჩვენა უფრო დაბალი (\({\Delta P}_{ნანოსთხევადი}/{\Delta P}_{Basefluid}\)) 1,31% -დან 0,025 wt.% -მდე 1,65% არის 0,05 % წონის მიხედვით.გარდა ამისა, საშუალო წნევის დაკარგვა (\({\Delta P}_{Twisted}/{\Delta P}_{Plain}\) არაკოვალენტური (GNPs-SDBS@DW) და კოვალენტური (GNPs-COOH@DW) ))) ნანოსითხეები ყოველთვის >3.
ორივე შემთხვევაში (45° და 90° სპირალის კუთხეები), ნანოსითხეებმა (GNPs-SDBS@DW) აჩვენეს უფრო მაღალი (\({PEC}_{ნანოთხევადი}/{PEC} _{ბაზის სითხე}\)) @DW მნიშვნელობა) , მაგ. 0.025 წონით% – 1.17, 0.05 wt.% – 1.19, 0.1 wt.% – 1.26.ამ შემთხვევაში, ({PEC}_{ნანოსთხევა}/{PEC}_{Basefluid}\)) მნიშვნელობები (GNPs-COOH@DW) ნანოსითხეების გამოყენებით არის 1.02 0.025 წონით%, 1.05 0-ისთვის. , 05 ვტ.% და 1.02 არის 0.1% წონით.გარდა ამისა, Re = 11,000-ზე, 0.1 wt%-GNPs@SDBS აჩვენებდა უფრო მაღალ მნიშვნელობებს (\({PEC}_{Twisted}/{PEC}_{Plain}\)), როგორიცაა 1.25 სპირალის 45° კუთხისთვის და 90° სპირალის კუთხე 1.27.
Thianpong, C. et al.ნანოსთხევადი ტიტანის დიოქსიდის/წყლის ნაკადის მრავალფუნქციური ოპტიმიზაცია სითბოს გადამცვლელში, გაუმჯობესებულია გრეხილი ფირის ჩანართებით დელტა ფრთებით.შიდა J. Hot.მეცნიერება.172, 107318 (2022).
Langerudi, HG and Jawaerde, C. არანიუტონის სითხის ნაკადის ექსპერიმენტული შესწავლა ბუჩქებში ჩასმული ტიპიური და V-ს ფორმის გრეხილი ლენტებით.სითბოს და მასის გადაცემა 55, 937–951 (2019).
Dong, X. და სხვ.სპირალურად გრეხილი მილაკოვანი სითბოს გადამცვლელის სითბოს გადაცემის მახასიათებლებისა და დინების წინააღმდეგობის ექსპერიმენტული შესწავლა [J].განაცხადის ტემპერატურა.პროექტი.176, 115397 (2020).
Yongsiri, K., Eiamsa-Ard, P., Wongcharee, K. & Eiamsa-Ard, SJCS გაუმჯობესებული სითბოს გადაცემა ტურბულენტური არხის ნაკადში ირიბი გამყოფი ფარფლებით.აქტუალური კვლევა.ტემპერატურა.პროექტი.3, 1–10 (2014).