Convectional heat transfer fluids,

Convectional heat transfer fluids, such as water, oil and ethylene glycol with low thermal conductivity causes serious limitations in improving the performance of many engineering equipments, such as heat exchangers and electronic devices. To overcome this disadvantage, great attempt has been accomplished in order to substitute heat transfer fluids with higher thermal conductivity. An innovative way for enhancing the thermal conductivity of the fluids is the use of nanofluids [1]. Nanofluids are a new class of heat transfer fluid containing nanoparticles in the size range under 100 nm that are uniformly and stably suspended in a liquid. Energy transportation of the nanofluid is affected by the properties and dimension of nanoparticles as well as the solid volume fraction. Compared with base fluids, a number of recent experiments have indicated dramatic improvements in effective static thermal conductivity [1], [2], [3], [4], [5] and [6]. Experimental research on the convective heat transfer performance of nanofluids can be traced back to 1998 [7]. It is remarkable that there are still only relatively few such publications [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13] and [14]. To apply the nanofluid to practical heat transfer processes, more studies on its flow and heat transfer feature are needed.

Among different kinds of researches on nanofluid containing metallic, nonmetallic and CNTs nanoparticles, some of the studies have been focused on the ferrofluid thermal conductivities [15], [16], [17] and [18]. Ferrofluids consists of a suspension of mono-domain ferromagnetic particles in a nonmagnetic carrier fluid. The particles are typically at the range of 10 nm in diameter, which is coated with adsorbed surfactant layers to keep a stable suspension state. However, some particles may combine to each other due to the van der Waals forces and dipole–dipole interactions, which results in aggregations. In the absence of an applied magnetic field, the particles are randomly oriented, and the fluid has no net magnetization. However, for ordinary magnetic field strengths, the dipole moments like to align with an external applied magnetic field [19].

Ferrofluids have remarkable potential for heat transfer applications because their thermomagnetic convection can be controlled by varying ferrofluid properties, the magnetic field strength, and also the temperature distribution. There are some theoretical and experimental researches on the heat transfer of ferrofluid flows in the presence of uniform and non-uniform magnetic field. Krakov and Nikiforov [20] studied an influence of relative orientation of the temperature gradient and uniform magnetic field on thermomagnetic natural convection in a square cavity. Experimental study of natural convection in a square enclosure carried out by Yamaguchi [21] and [22] and heat transfer enhancement observed by increasing the magnetic Rayleigh number and the numerical simulation done by Gavili et al. [23] showed good agreement with Yamaguchi’s result. Kikura et al. [24] and Swada et al. [25] carried out experimental investigations in a cubical enclosure and concentric horizontal annuli under the influence of a varying magnetic field. The permanent magnet was placed at different sides of the enclosure and the effect of magnetic field gradient on the ferrofluid heat transfer was studied. Combined natural and magnetic convective heat transfer through a ferrofluid in a cubic enclosure is simulated numerically by Synder et al. [26] and their results showed good agreement with experiments. Zablockis et al. [27] investigated numerically thermomagnetic convection generated by a non-uniform constant magnetic field of a solenoid in a heated cylinder. However, all of these investigations assumed natural thermomagnetic convection.

This paper is aimed at studying the forced thermomagnetic convection and heat transfer performance of ferrofluid. Our objective is to exhibit experimentally an enhancement of ferrofluid heat transfer in the presence of a magnetic field. The results show that ferrofluid heat transfer increases remarkably by applying magnetic field. The work may open a route to engineer the next generation of high-efficiency heat transfer nanofluids.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ความร้อน convectional โอนย้ายของเหลว เช่นน้ำ น้ำมัน และเอทิลีน glycol กับการนำความร้อนต่ำทำให้ร้ายแรงข้อจำกัดในการปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของหลายอุปกรณ์วิศวกรรม แลกเปลี่ยนความร้อนและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เพื่อเอาชนะข้อเสียนี้ มีการพยายามที่ดีได้เพื่อทดแทนของเหลวถ่ายโอนความร้อน ด้วยการนำความร้อนสูง วิธีการนวัตกรรมใหม่สำหรับการเพิ่มการนำความร้อนของของเหลวจะใช้ nanofluids [1] Nanofluids เป็นคลาสใหม่ของเหลวถ่ายโอนความร้อนที่ประกอบด้วยการเก็บกักในช่วงขนาดต่ำกว่า 100 nm ที่สม่ำเสมอเมื่อเทียบเคียง และ stably ถูกระงับในน้ำยา ขนส่งพลังงานของ nanofluid ได้รับผลกระทบ โดยคุณสมบัติและมิติขนาดนาโนเมตรซึ่งเป็นปริมาณของแข็งเศษ เมื่อเทียบกับพื้นฐานของเหลว จำนวนการทดลองล่าสุดได้บ่งชี้ปรับปรุงอย่างมากในประสิทธิภาพคงนำความร้อน [1], [2], [3], [4], [5] และ [6] วิจัยทดลองประสิทธิภาพการถ่ายโอนความร้อนด้วยการพาของ nanofluids สามารถติดตามกลับ 1998 [7] ก็น่าทึ่งว่า มียังคงเท่านั้นค่อนข้างน้อยเช่นสิ่งพิมพ์ [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13] [14] และ การใช้ nanofluid ในกระบวนการถ่ายโอนความร้อนจริง จะต้องศึกษาเพิ่มเติมของคุณลักษณะถ่ายโอนความร้อนและกระแสระหว่างชนิดของงานวิจัยบน nanofluid ที่ประกอบด้วยโลหะ nonmetallic และเก็บกัก CNTs บางการศึกษามีการเน้นที่ ferrofluid การนำความร้อน [15], [16], [17] [18] และ Ferrofluids ประกอบด้วยการระงับการพิมพ์โดเมน ferromagnetic อนุภาคในน้ำมันขนส่ง nonmagnetic อนุภาคเป็นปกติที่ช่วง 10 nm เส้นผ่านศูนย์กลาง ซึ่งเคลือบด้วย adsorbed surfactant ชั้นเพื่อให้รัฐมีเสถียรภาพระงับ อย่างไรก็ตาม อนุภาคบางอย่างอาจรวมกัน van der Waals กองและโต้ตอบ dipole – dipole มีผลรวม ในกรณีสนามแม่เหล็กที่ใช้ อนุภาคเป็นเชิงสุ่ม และ magnetization สุทธิไม่มีน้ำ อย่างไรก็ตาม สำหรับจุดแข็งธรรมดาแม่เหล็กฟิลด์ ช่วง dipole ต้องสอดคล้องกับการภายนอกใช้สนามแม่เหล็ก [19]Ferrofluids มีศักยภาพโดดเด่นสำหรับการใช้งานการถ่ายโอนความร้อนเนื่องจากพา thermomagnetic ของพวกเขาสามารถควบคุมได้ โดยคุณสมบัติ ferrofluid ที่แตกต่างกัน ความแรงสนามแม่เหล็กฟิลด์ และการกระจายอุณหภูมิ ยังมีบางงานวิจัยทฤษฎี และทดลองเกี่ยวกับการถ่ายเทความร้อนของไหล ferrofluid ในต่อหน้าของสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ และไม่สม่ำเสมอ Nikiforov [20] และ Krakov ศึกษาอิทธิพลของแนวสัมพัทธ์อุณหภูมิและสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอในการพาธรรมชาติ thermomagnetic ในช่องสี่เหลี่ยม ศึกษาธรรมชาติการพาในตู้สี่เหลี่ยมดำเนินโดย Yamaguchi [21] [22] และเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายโอนความร้อนสังเกต โดยการเพิ่มจำนวนแม่เหล็กราคาย่อมเยาและการจำลองทำโดย Gavili et al. [23] แสดงให้เห็นว่าข้อตกลงที่ดีกับผลของ Yamaguchi Kikura et al. [24] และ Swada et al. [25] ดำเนินสอบสวนทดลองในตู้ cubical annuli concentric แนวนอนภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กแตกต่างกัน แม่เหล็กถาวรที่วางที่ตู้ด้านต่าง ๆ และมีศึกษาผลของสนามแม่เหล็กไล่ระดับสีในการถ่ายโอนความร้อน ferrofluid รวมธรรมชาติ และถ่ายเทความร้อนด้วยการพาแม่เหล็กผ่าน ferrofluid ในตู้ลูกบาศก์จำลองเรียงตามตัวเลขโดย Synder et al. [26] และผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าข้อตกลงที่ดีกับการทดลอง เรียงตามตัวเลข Zablockis และ al. [27] สอบสวนพา thermomagnetic ที่สร้างขึ้น โดยการไม่สม่ำเสมอคงสนามแม่เหล็กของ solenoid ในถังอุ่น อย่างไรก็ตาม ตรวจสอบเหล่านี้ทั้งหมดถือว่าการพา thermomagnetic ธรรมชาติกระดาษนี้จะมุ่งศึกษา thermomagnetic บังคับพาและประสิทธิภาพการทำงานของการถ่ายโอนความร้อนของ ferrofluid วัตถุประสงค์ของเราคือการ แสดง experimentally การเพิ่มประสิทธิภาพของการถ่ายโอนความร้อน ferrofluid ในต่อหน้าของสนามแม่เหล็ก ผลลัพธ์แสดงว่า ferrofluid ถ่ายเทความร้อนเพิ่มขึ้นต่าง ๆ มากมาย โดยใช้สนามแม่เหล็ก งานอาจเปิดเส้นทางให้วิศวกรของ nanofluids การถ่ายโอนความร้อนมีประสิทธิภาพสูง

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ของเหลวถ่ายเทความร้อน convectional เช่นน้ำน้ำมันและเอทิลีนไกลคอลที่มีการนำความร้อนต่ำทำให้เกิดข้อ จำกัด อย่างรุนแรงในการปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์วิศวกรรมจำนวนมากเช่นการแลกเปลี่ยนความร้อนและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เพื่อเอาชนะข้อเสียนี้ความพยายามที่ดีได้รับความสำเร็จในการสั่งซื้อเพื่อทดแทนของเหลวที่มีการถ่ายเทความร้อนสูงการนำความร้อน วิธีใหม่สำหรับการเสริมสร้างการนำความร้อนของของเหลวคือการใช้ nanofluids [1] Nanofluids เป็นคลาสใหม่ของของเหลวที่มีการถ่ายเทความร้อนอยู่ในช่วงนาโนขนาด 100 นาโนเมตรภายใต้ที่มีความสม่ำเสมอและระงับเสถียรในของเหลว การขนส่งพลังงานของของไหลนาโนได้รับผลกระทบจากคุณสมบัติและขนาดของอนุภาคนาโนเช่นเดียวกับส่วนปริมาณของแข็ง เมื่อเทียบกับฐานของเหลวจำนวนของการทดลองที่ผ่านมาได้แสดงให้เห็นการปรับปรุงอย่างมากในการที่มีประสิทธิภาพการนำความร้อนคงที่ [1], [2], [3] [4] [5] และ [6] การวิจัยเชิงทดลองกับประสิทธิภาพการพาความร้อนของ nanofluids สามารถตรวจสอบกลับไป 1998 [7] มันน่าทึ่งที่ยังคงมีเพียงไม่กี่ค่อนข้างสิ่งพิมพ์เช่น [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] และ [14] เมื่อต้องการใช้ของไหลนาโนเพื่อกระบวนการถ่ายโอนความร้อนในทางปฏิบัติการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณลักษณะการไหลและการถ่ายโอนความร้อนที่มีความจำเป็น. ท่ามกลางความแตกต่างกันของการวิจัยในของไหลนาโนที่มีโลหะอโลหะและอนุภาคนาโน CNTs บางส่วนของการศึกษาที่ได้รับการมุ่งเน้นไปที่การนำความร้อน Ferrofluid [ 15], [16] [17] และ [18] Ferrofluids ประกอบด้วยการระงับของอนุภาค ferromagnetic ขาวดำโดเมนในของเหลวให้บริการ nonmagnetic อนุภาคที่มักจะมีช่วงของ 10 นาโนเมตรในเส้นผ่าศูนย์กลางซึ่งถูกเคลือบด้วยชั้นผิวดูดซับเพื่อให้รัฐระงับมั่นคง อย่างไรก็ตามอนุภาคบางคนอาจรวมกับแต่ละอื่น ๆ เนื่องจากการแวนเดอร์ Waals กองกำลังและการมีปฏิสัมพันธ์ขั้ว-ขั้วซึ่งผลในการรวมตัว ในกรณีที่ไม่มีสนามแม่เหล็กที่ใช้อนุภาคจะเน้นแบบสุ่มและของเหลวไม่มีการสะกดจิตสุทธิ แต่สำหรับจุดแข็งของสนามแม่เหล็กธรรมดาช่วงเวลาที่ไดโพลชอบเพื่อให้สอดคล้องกับสนามแม่เหล็กภายนอกใช้ [19]. Ferrofluids มีศักยภาพที่โดดเด่นสำหรับการใช้งานการถ่ายเทความร้อนเพราะความร้อน thermomagnetic ของพวกเขาสามารถควบคุมได้โดยที่แตกต่างกันคุณสมบัติ Ferrofluid, ความแรงของสนามแม่เหล็กและ นอกจากนี้ยังมีการกระจายอุณหภูมิ มีบางงานวิจัยทางทฤษฎีและการทดลองในการถ่ายเทความร้อนกระแส Ferrofluid ในที่ที่มีเครื่องแบบและนอกเครื่องแบบสนามแม่เหล็กที่มี Krakov และ Nikiforov [20] การศึกษาอิทธิพลของการปรับความสัมพันธ์ของอุณหภูมิลาดและสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอในการพาความร้อนธรรมชาติ thermomagnetic ในช่องตาราง การศึกษาทดลองการหมุนเวียนตามธรรมชาติในตารางที่แนบมาดำเนินการโดยยามากูชิ [21] และ [22] และการเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนที่สังเกตได้โดยการเพิ่มจำนวน Rayleigh แม่เหล็กและจำลองเชิงตัวเลขกระทำโดย Gavili et al, [23] แสดงให้เห็นว่าข้อตกลงที่ดีกับผลของยามากูชิ Kikura et al, [24] และ Swada et al, [25] ดำเนินการสืบสวนการทดลองในกรงสามมิติและแนวนอนศูนย์กลาง annuli ภายใต้อิทธิพลของที่แตกต่างกันสนามแม่เหล็ก แม่เหล็กถาวรถูกวางไว้ที่ด้านข้างแตกต่างกันของสิ่งที่แนบมาและผลของการไล่ระดับสีสนามแม่เหล็กในการถ่ายเทความร้อน Ferrofluid ศึกษา รวมธรรมชาติและแม่เหล็กการพาความร้อนผ่าน Ferrofluid ในกรงลูกบาศก์จำลองตัวเลขโดย Synder et al, [26] และผลของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าข้อตกลงที่ดีกับการทดลอง Zablockis et al, [27] การตรวจสอบพา thermomagnetic ตัวเลขที่เกิดจากสนามแม่เหล็กไม่สม่ำเสมอคงที่ของขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าในถังน้ำอุ่น แต่ทั้งหมดของการตรวจสอบเหล่านี้สันนิษฐานว่าพา thermomagnetic ธรรมชาติ. กระดาษนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาบังคับพา thermomagnetic และประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนของ Ferrofluid วัตถุประสงค์ของเราคือการแสดงการทดลองการเพิ่มประสิทธิภาพของการถ่ายเทความร้อน Ferrofluid ในการปรากฏตัวของสนามแม่เหล็ก ผลการศึกษาพบว่าการถ่ายเทความร้อนที่เพิ่มขึ้นอย่างน่าทึ่ง Ferrofluid โดยใช้สนามแม่เหล็ก การทำงานอาจจะเปิดเส้นทางให้วิศวกรรุ่นต่อไปของการถ่ายเทความร้อนที่มีประสิทธิภาพสูง nanofluids

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

convectional ถ่ายเทความร้อนของเหลว เช่น น้ำ น้ำมัน และเอทิลีนไกลคอลที่มีค่าการนำความร้อนต่ำทำให้ข้อ จำกัด อย่างรุนแรงในการปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์ทางวิศวกรรมต่างๆ เช่น เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ที่จะเอาชนะข้อเสียนี้ความพยายามที่ดีได้รับการทำเพื่อทดแทนของเหลวถ่ายเทความร้อนสูงกว่าความร้อนด้วยการนำเป็นวิธีใหม่เพื่อเพิ่มค่าสภาพการนำความร้อนของของเหลว คือ การใช้ nanofluids [ 1 ] nanofluids เป็นคลาสใหม่ของการถ่ายเทความร้อนของไหลนาโนในช่วงที่มีขนาดต่ำกว่า 100 nm ที่เหมือนกันและเสถียรที่แขวนลอยในของเหลว การขนส่งพลังงานของ nanofluid ได้รับผลกระทบ โดยคุณสมบัติและมิติของอนุภาคนาโนเป็นปริมาตรของของแข็ง .เมื่อเทียบกับของเหลวฐานจำนวนของการทดลองล่าสุดพบอย่างมากการปรับปรุงในประสิทธิภาพคงที่ค่าการนำความร้อน [ 1 ] , [ 2 ] , [ 3 ] , [ 4 ] , [ 5 ] [ 6 ] งานวิจัยเกี่ยวกับการพาความร้อนผ่านการปฏิบัติงานของ nanofluids สามารถ traced กลับไปที่ 1998 [ 7 ] แต่เป็นที่น่าสังเกตว่ายังคงมีเพียงไม่กี่ค่อนข้างเช่นสิ่งพิมพ์ [ 7 ] , [ 8 ] , [ 9 ] , [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ][ 13 ] และ [ 14 ] การใช้กระบวนการทางความร้อน nanofluid โอนการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณลักษณะการถ่ายเทความร้อนและการไหลของมันเป็น

ระหว่างชนิดที่แตกต่างกันของงานวิจัย nanofluid ที่มีโลหะ อโลหะ และ cnts นาโน บางการศึกษาได้เน้น ferrofluid การนำความร้อน [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] และ [ 18 ]ferrofluids ประกอบด้วยการระงับอนุภาค ferromagnetic โมโนโดเมนในติขนส่งของเหลว อนุภาคที่เป็นปกติในช่วง 10 nm ในเส้นผ่าศูนย์กลางซึ่งถูกเคลือบด้วยชั้นดูดซับสารลดแรงตึงผิวเพื่อเก็บสถานะการมั่นคง อย่างไรก็ตาม บางอนุภาคอาจรวมกับแต่ละอื่น ๆเนื่องจากการแรงแวนเดอร์วาลส์ และไดโพลไดโพลและปฏิสัมพันธ์ซึ่งผลในการรวม . ในการขาดของสนามแม่เหล็ก , อนุภาคสุ่มที่มุ่งเน้น และของเหลวที่ไม่มีสุทธิ การสะกดจิต อย่างไรก็ตาม จุดแข็งสนามแม่เหล็กขั้วช่วงเวลาเหมือนปกติ เพื่อให้สอดคล้องกับสนามแม่เหล็กภายนอก

[ 19 ]ferrofluids มีศักยภาพที่โดดเด่นสำหรับการโอนความร้อนการพาความร้อน thermomagnetic เพราะพวกเขาสามารถควบคุมได้โดยการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติ ferrofluid , สนามแม่เหล็กที่แรง และยังมีการกระจายอุณหภูมิ . มีบางทฤษฎีและงานวิจัยทดลองเกี่ยวกับการถ่ายโอนความร้อนของ ferrofluid ไหลในเครื่องแบบมีพื้นผิวและสนามแม่เหล็กkrakov nikiforov [ 20 ] และศึกษาอิทธิพลของอุณหภูมิการสัมพัทธ์ของการไล่ระดับสีและเครื่องแบบสนามแม่เหล็กในการพาแบบธรรมชาติ thermomagnetic ในช่องสี่เหลี่ยมการศึกษาเชิงทดลองของการพาความร้อนแบบธรรมชาติในคอกสี่เหลี่ยม ดําเนินการโดยยามากุจิ [ 21 ] และ [ 22 ] และการเพิ่มความสามารถในการถ่ายเทความร้อน สังเกตได้จากการเพิ่มจํานวนเรย์แม่เหล็ก และการจำลองแบบเชิงตัวเลขกระทำโดย gavili et al . [ 23 ] ว่า ข้อตกลงกับ ยามากูจิ ของผล kikura et al . [ 24 ] และ swada et al .[ 25 ] ดำเนินการตรวจสอบทดลองในระบบสามมิติและ annuli แบบแนวนอนภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กที่แตกต่างกัน . แม่เหล็กถาวรอยู่ในด้านต่าง ๆ ของตู้ และผลของสนามแม่เหล็กลาดในการถ่ายเทความร้อน ferrofluid ศึกษารวมธรรมชาติและการถ่ายเทความร้อนโดยแม่เหล็กผ่าน ferrofluid ในคอกคิวบิวิธีเชิงตัวเลขโดยซไนเดอร์ et al . [ 26 ] และผลของพวกเขาพบว่า มีความสอดคล้องกับผลการทดลอง zablockis et al . [ 27 ] ตรวจสอบตัวเลข thermomagnetic การพาความร้อนที่เกิดขึ้นจากความไม่สม่ำเสมอคงที่สนามแม่เหล็กของขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าในกระบอกความร้อน อย่างไรก็ตามทั้งหมดของการตรวจสอบเหล่านี้ถือว่า thermomagnetic แบบธรรมชาติ

กระดาษนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อศึกษาบังคับ thermomagnetic การพาความร้อนและประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนของ ferrofluid . วัตถุประสงค์ของเราคือการ แสดงผลเป็นการเพิ่มการถ่ายเทความร้อน ferrofluid ในการแสดงตนของสนามแม่เหล็กผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าการโอนความร้อน ferrofluid เพิ่มขึ้นอย่างน่าทึ่ง โดยการใช้สนามแม่เหล็ก งานอาจจะเปิดเส้นทางให้วิศวกรรุ่นใหม่ประสิทธิภาพสูงถ่ายเทความร้อน nanofluids .