2. Experimental setup
2.1. Experimental apparatus
Fig. 1 shows the experimental system schematically. It mainly
includes a hot fluid loop (closed loop), a cold fluid loop (open loop)
and the corresponding temperature, mass flow rate and pressure
measuring instruments. The water or nanofluid was chosen as
the hot fluid and heated to the required inlet fluid temperature
in a 5 L reservoir. Then the hot fluid was fed into the chevron
PHE by a pump, passing through a rotameter, and returned to
the reservoir. The power supply, which was inserted in the bottom
of the reservoir, was controllable and had a maximum value of
6 kW. The cold water was stored in a 5 L tank and also circulated
by a pump in the cold fluid loop. It passed a control valve and a
rotameter and then entered the PHE in a counter flow. The mass
flow rate was monitored by the mass flow control valve and measured
by two rotameters (one for small ranges of mass flow rates
and the other for large ranges). To get accurate mass flow rates,
the rotameters were calibrated using a stopwatch-and-weighing
technique for water and nanofluids with volume concentrations
from 0.0111% vol. to 2.84% vol. at different temperatures. A differential
pressure transducer with an accuracy of ±0.075% was used to
measure the pressure drop of the hot fluid across the PHE. The inlet
and outlet temperatures of the fluid were measured by four K-type
thermocouples. All the temperature data were recorded and
collected by a data acquisition system. The uncertainties of all
the relevant parameters were summarized in Table 1.
The PHE provided by Alfa Laval consists of 20 stainless-steel
corrugated plates, creating 10 flow channels for the hot fluid and
9 flow channels for the cold fluid. The corrugation angle is 60,
which is defined as the angle between the corrugation and the axis
parallel to the plate length. The detailed geometrical parameters of
the tested PHE were listed in Table 2. The PHE was thermally
insulated to reduce heat losses to the ambient.
For each test condition, flow rates of the two fluid loops were
set first and temperature measurements were recorded after the
experimental system achieved steady state (temperature deviation
was below 0.15 K). Four steady-state temperature data were collected
and averaged as the final result for each test condition.
2.2. Nanofluid preparation and properties
Two kinds of nanofluids (Al2O3/water and MWCNT/water) were
prepared in the present study. Concentrated Al2O3/water nanofluids
were provided by Nano-phase Technologies Corporation, US.
The primary diameter of the alumina particles was 40 nm and
there was no surfactant addition in the nanofluid. Nanofluids with
desired weight concentrations, i.e., 2.18% wt., 3.89% wt., 5.68% wt.,
7.04% wt. and 10.36% wt. were obtained by diluting the concentrated
nanofluids with calculated amounts of deionized water.
The corresponding volume concentrations are 0.56% vol., 1.02%
vol., 1.5% vol., 1.88%vol. and 2.84% vol., respectively. The diluted
2 . ทดลองติดตั้ง
2.1 . อุปกรณ์ทดลอง
รูปที่ 1 แสดงการทดสอบระบบแผนผัง . ส่วนใหญ่
รวมถึงของเหลวร้อนห่วง ( ปิดวง ) , เย็นของเหลวห่วง ( เปิดวง )
และอุณหภูมิที่อัตราการไหลและความดัน
เครื่องมือวัด น้ำหรือ nanofluid ได้รับเลือกให้เป็นของเหลวอุ่นร้อน
ใช้ของเหลวอุณหภูมิขาเข้าในอ่างเก็บน้ำ 5 L .แล้วของเหลวร้อน อาหาร เป็น เชฟรอน
เพโดยปั๊มผ่านโรตามิเตอร์ และกลับไป
อ่างเก็บน้ำ แหล่งจ่ายไฟซึ่งถูกแทรกในด้านล่าง
ของอ่างเก็บน้ำ ถูกควบคุมได้และมีมูลค่าสูงสุด
6 กิโลวัตต์ . น้ำเย็นที่ถูกเก็บไว้ในถัง 5 ลิตรและยังหมุนเวียน
โดยปั๊มในการวนรอบของเหลวเย็น มันผ่านวาล์วควบคุมและ
โรตามิเตอร์แล้วเข้าเพในเคาน์เตอร์ไหล อัตราการไหลของมวล
ถูกตรวจสอบโดยการไหลวาล์วควบคุมและวัด
2 rotameters ( หนึ่งสำหรับช่วงเล็ก ๆของอัตราการไหลเชิงมวล
และอีกช่วงใหญ่ๆ ) รับอัตราการไหลของมวลที่ถูกต้อง
rotameters ทำการสอบเทียบโดยใช้นาฬิกาจับเวลาและชั่ง
เทคนิคสำหรับน้ำและ nanofluids กับปริมาณความเข้มข้น
จาก 0.0111 % Vol .ถึง 2.84 % Vol . ที่อุณหภูมิต่าง ๆ อนุพันธ์
ความดันเหนือด้วยความถูกต้องของ± 0.075 % ใช้
วัดความดันของของไหลร้อนข้ามเพ . ปากน้ำ
และเต้าเสียบอุณหภูมิของน้ำยาวัดจากสี่ประเภท
เทอร์โมคัปเปิล . ข้อมูลอุณหภูมิที่ถูกบันทึกไว้และ
รวบรวมโดยระบบข้อมูล ความไม่แน่นอนของทั้งหมด
พารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องสรุปได้ในตารางที่ 1 .
เพโดย Alfa Laval ประกอบด้วย 20 สแตนเลส
ลูกฟูกแผ่น การสร้างช่องทางการไหลของของไหลร้อน 10
9 ช่อง และการไหลของเหลวเย็น ชีวิตที่มุม 60
, ซึ่งหมายถึงมุมระหว่างชีวิตและแกน
ขนานกับแผ่นความยาว ทางเรขาคณิตของ
พารามิเตอร์ทดสอบเพถูกแสดงไว้ในตารางที่ 2 ส่วนเพคือแช
ฉนวนเพื่อลดการสูญเสียความร้อนสู่บรรยากาศ .
สำหรับแต่ละเงื่อนไขการทดสอบอัตราการไหลของของไหลสอง loops ถูก
ชุดแรกและการวัดอุณหภูมิได้ถูกบันทึกไว้หลังจากการทดสอบระบบความคงตัว
ส่วนอุณหภูมิต่ำกว่า 0.15 K ) สี่ภายใต้อุณหภูมิการเก็บรวบรวมข้อมูล
จากผลการทดสอบขั้นสุดท้ายสำหรับแต่ละเงื่อนไข
2.2 . การเตรียม nanofluid และคุณสมบัติ
สองชนิดของ nanofluids ( Al2O3 / น้ำ และ mwcnt / น้ำ )
เตรียมพร้อมในการศึกษาปัจจุบัน เข้มข้น Al2O3 / น้ำ nanofluids
มีให้โดย บริษัท เทคโนโลยี นาโนเฟส , สหรัฐอเมริกา .
เส้นผ่าศูนย์กลางหลักของอนุภาคอะลูมินา 40 nm และ
ไม่มีสารลดแรงตึงผิว นอกจากนี้ใน nanofluid .nanofluids กับ
ที่ต้องการน้ำหนักความเข้มข้น ( 2.18 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก ) , %wt 5.68 %wt
, , 7.23 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก และ 10.36 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักเป็นแบบเจือจางความเข้มข้นด้วย
nanofluids คำนวณปริมาณคล้ายเนื้อเยื่อประสานน้ำ .
ความเข้มข้นปริมาณที่สอดคล้องกันเป็น 0.56 % vol , 1.02 %
. . น 1.5 % , 2.84 % และ % Vol . ตามลำดับ การเจือจาง
การแปล กรุณารอสักครู่..
