Аналіз впливу ультразвукових коливань на нанорідину в якості холодоагенту радіатора двигуна

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.241694

Ключові слова:

нанорідина, оксид алюмінію, холодоагент радіатора, ультразвукові коливання, загальний коефіцієнт теплопередачі

Анотація

У статті розглядаються комбіновані методи збільшення теплопередачі, вплив додавання нанорідин і ультразвукових коливань в радіаторі з використанням холодоагенту радіатора (ХР) в якості основної рідини. Метою дослідження було визначити вплив наночастинок в рідинах (нанорідині) і ультразвукових коливань на загальний коефіцієнт теплопередачі в радіаторі. Використовувалися наночастинки оксиду алюмінію розміром 20-50 нм виробництва Zhejiang Ultrafine powder & Chemical Co, Ltd, Китай з об'ємною концентрацією 0,25 %, 0,30 % і 0,35 %. Регулюючи температуру потоку рідини в радіаторі від 60 °C до 80 °C, швидкість потоку рідини варіюється від 7 до 11 л/хв. Результати показали, що додавання наночастинок і ультразвукових коливань в холодоагент радіатора збільшує загальний коефіцієнт теплопередачі на 62,7 % при швидкості потоку 10 літрів за хвилину і температурі 80 °C для об'ємної концентрації частинок 0,30 % в порівнянні з чистим ХР без вібрації. Вплив ультразвукових коливань на чистий холодоагент радіатора без вібрації збільшує загальний коефіцієнт теплопередачі на 9,8 % з 385,3 Вт/м2·°C до 423,3 Вт/м2·°C при швидкості потоку 9 літрів за хвилину при температурі 70 °C. Присутність частинок в охолоджуючій рідині підвищує загальний коефіцієнт теплопередачі за рахунок впливу ультразвукових коливань, нанорідин з об'ємною концентрацією 0,25 % і 0,30 % приблизно на 10,1 % і 15,7 % відповідно порівняно з відсутністю вібрації. У той час як вплив наночастинок на чистий холодоагент радіатора при 70 °C збільшив загальний коефіцієнт теплопередачі приблизно на 39,6 % при об'ємній концентрації частинок 0,35 % в порівнянні з ХР, який становить 390,4 Вт/м2·°C до 545,1 Вт/м2·°C при 70 °C при швидкості потоку 10 літрів за хвилину

Спонсор дослідження

  • This research was funded by DIPA with number: SP DIPA-5423/PL2.1/HK/2021, Polytechnic State of Malang

Біографії авторів

Sudarmadji Sudarmadji, State Polytechnic of Malang

Associate Profesor

Department of Mechanical

Santoso Santoso, State Polytechnic of Malang

Master of Mechanical Department

Department of Mechanical

Sugeng Hadi Susilo, State Polytechnic of Malang

Associate Profesor

Department of Mechanical

Посилання

  1. Peyghambarzadeh, S. M., Hashemabadi, S. H., Hoseini, S. M., Seifi Jamnani, M. (2011). Experimental study of heat transfer enhancement using water/ethylene glycol based nanofluids as a new coolant for car radiators. International Communications in Heat and Mass Transfer, 38 (9), 1283–1290. doi: https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2011.07.001
  2. Afifah, A. N., Syahrullail, S., Che Sidik, N. A. (2015). Natural convection of alumina-distilled water nanofluid in cylindrical enclosure: an experimental study. Journal of Advanced Research in Fluid Mechanics and Thermal Sciences, 12 (1), 1–10. Available at: https://www.akademiabaru.com/submit/index.php/arfmts/article/view/2047/1023
  3. Khan, J. A., Mustafa, M., Hayat, T., Alsaedi, A. (2015). Three-dimensional flow of nanofluid over a non-linearly stretching sheet: An application to solar energy. International Journal of Heat and Mass Transfer, 86, 158–164. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.02.078
  4. Khattak, M. A., Mukhtar, A., Afaq, S. K. (2020). Application of Nano-Fluids as Coolant in Heat Exchangers: A Review. Journal of Advanced Research in Materials Science, 66 (1), 8–18. doi: https://doi.org/10.37934/arms.66.1.818
  5. Sinz, C. K., Woei, H. E., Khalis, M. N., Ali Abbas, S. I. (2016). Numerical study on turbulent force convective heat transfer of hybrid nanofluid, Ag/HEG in a circular channel with constant heat flux. Journal of Advanced Research in Fluid Mechanics and Thermal Sciences, 24 (1), 1–11. Available at: https://www.akademiabaru.com/submit/index.php/arfmts/article/view/2075/1049
  6. Subhedar, D. G., Ramani, B. M., Gupta, A. (2018). Experimental Investigation of Heat Transfer Potential of Al2O3/Water-Mono Ethylene Glycol Nanofluids as a Car Radiator Coolant. Case Studies in Thermal Engineering, 11, 26–34. doi: https://doi.org/10.1016/j.csite.2017.11.009
  7. Tijani, A. S., Sudirman, A. S. bin (2018). Thermos-physical properties and heat transfer characteristics of water/anti-freezing and Al2O3/CuO based nanofluid as a coolant for car radiator. International Journal of Heat and Mass Transfer, 118, 48–57. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.10.083
  8. Selvam, C., Solaimalai Raja, R., Mohan Lal, D., Harish, S. (2017). Overall heat transfer coefficient improvement of an automobile radiator with graphene based suspensions. International Journal of Heat and Mass Transfer, 115, 580–588. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.08.071
  9. Gondrexon, N., Cheze, L., Jin, Y., Legay, M., Tissot, Q., Hengl, N. et. al. (2015). Intensification of heat and mass transfer by ultrasound: Application to heat exchangers and membrane separation processes. Ultrasonics Sonochemistry, 25, 40–50. doi: https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2014.08.010
  10. Legay, M., Simony, B., Boldo, P., Gondrexon, N., Le Person, S., Bontemps, A. (2012). Improvement of heat transfer by means of ultrasound: Application to a double-tube heat exchanger. Ultrasonics Sonochemistry, 19 (6), 1194–1200. doi: https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2012.04.001
  11. Legay, M., Le Person, S., Gondrexon, N., Boldo, P., Bontemps, A. (2012). Performances of two heat exchangers assisted by ultrasound. Applied Thermal Engineering, 37, 60–66. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2011.12.051
  12. Yasui, K. (2015). Dynamics of Acoustic Bubbles. Sonochemistry and the Acoustic Bubble, 41–83. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-12-801530-8.00003-7
  13. Crum, L. A. (1994). Sonoluminescence. Physics Today, 47 (9), 22–29. doi: https://doi.org/10.1063/1.881402
  14. Kumar, A., Hassan, M. A., Chand, P. (2020). Heat transport in nanofluid coolant car radiator with louvered fins. Powder Technology, 376, 631–642. doi: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2020.08.047
  15. Kumar, A., Subudhi, S. (2019). Preparation, characterization and heat transfer analysis of nanofluids used for engine cooling. Applied Thermal Engineering, 160, 114092. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2019.114092
  16. Sergis, A., Hardalupas, Y. (2011). Anomalous heat transfer modes of nanofluids: a review based on statistical analysis. Nanoscale Research Letters, 6 (1). doi: https://doi.org/10.1186/1556-276x-6-391

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-10-31

Як цитувати

Sudarmadji, S., Santoso, S., & Susilo, S. H. (2021). Аналіз впливу ультразвукових коливань на нанорідину в якості холодоагенту радіатора двигуна. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(5 (113), 6–13. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.241694

Номер

Том 5 № 5 (113) (2021): Прикладна фізика

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Sudarmadji Sudarmadji, Santoso Santoso, Sugeng Hadi Susilo

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.