Вплив гібридної нанорідини CuO-TiO2 на роботу радіатора

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.263649

Ключові слова:

гібридна нанорідина, загальний коефіцієнт теплопередачі, теплоносій радіатора, рідини, що охолоджують

Анотація

Це дослідження спрямоване на покращення продуктивності системи охолодження автомобіля, що називається радіатором, що є частиною підвищення енергоефективності. Були проведені дослідження для вивчення конвективної теплопередачі гібридної нанорідини з використанням наночастинок CuO та TiO2 та води та етиленгліколю (RC) як базових рідин на радіаторі. Масова концентрація гібридних наночастинок варіювалася від 0,25 %, 0,30 % та 0,35 %. Для приготування гібридної нанорідини двостадійним методом змішують сухі зразки наночастинок CuO та TiO2 (50:50), а потім суміш охолоджуючої рідини радіатора RC (60 % води та 40 % етиленгліколю). Витрата рідини варіюється від 20 літрів за хвилину до 28 літрів за хвилину. Діапазон температур варіюється від 70 до 90 °C при використанні контрольованого нагрівання. Чотири термопари вимірюють потік гарячої рідини на вході та виході, а також потік повітря до та після радіатора. Експеримент показав, що загальний коефіцієнт теплопередачі помітно збільшується із збільшенням концентрації гібридних наночасток при різних значеннях швидкості потоку. Максимальний загальний коефіцієнт теплопередачі збільшується приблизно на 83 % порівняно з чистою рідиною, що охолоджує, радіатора при масовій концентрації 0,35 % при витраті 22 літри в хвилину і температурі 70 °C. Також було виявлено, що швидкість теплопередачі залежить від масової частки радіатора і швидкості потоку. Збільшення масової концентрації показує максимальне збільшення швидкості теплообміну. Температура на вході також збільшує швидкість теплопередачі, але її вплив невеликий у порівнянні з масовою концентрацією нанорідини та швидкістю потоку. Це дослідження показує, що гібридні нанорідини можуть бути придатні як робоча рідина, особливо в невеликих пристроях теплопередачі.

Спонсор дослідження

  • This research was funded by DIPA Polytechnic State of Malang.

Біографії авторів

Sudarmadji Sudarmadji, State Polytechnic of Malang

Doctor, Associate Profesor

Department of Mechanical

Bambang Irawan, State Polytechnic of Malang

Professor

Department of Mechanical

Sugeng Hadi Susilo, State Polytechnic of Malang

Doctor, Associate Profesor

Department of Mechanical

Посилання

  1. Choi, U. S. (1995). Enhancing Thermal Conductivity of Fluids with Nanoparticles, Developments and Application of Non-Newtonian Flows. ASME Journal of Heat Transfer, 66, 99–105.
  2. Murshed, S. M. S., Leong, K. C., Yang, C. (2005). Enhanced thermal conductivity of TiO2 – water based nanofluids. International Journal of Thermal Sciences, 44 (4), 367–373. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2004.12.005
  3. Wang, X.-Q., Mujumdar, A. S. (2007). Heat transfer characteristics of nanofluids: a review. International Journal of Thermal Sciences, 46 (1), 1–19. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2006.06.010
  4. Hwang, K. S., Jang, S. P., Choi, S. U. S. (2009). Flow and convective heat transfer characteristics of water-based Al2O3 nanofluids in fully developed laminar flow regime. International Journal of Heat and Mass Transfer, 52 (1-2), 193–199. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2008.06.032
  5. Fotukian, S. M., Nasr Esfahany, M. (2010). Experimental study of turbulent convective heat transfer and pressure drop of dilute CuO/water nanofluid inside a circular tube. International Communications in Heat and Mass Transfer, 37 (2), 214–219. doi: https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2009.10.003
  6. Vajjha, R. S., Das, D. K., Namburu, P. K. (2010). Numerical study of fluid dynamic and heat transfer performance of Al2O3 and CuO nanofluids in the flat tubes of a radiator. International Journal of Heat and Fluid Flow, 31 (4), 613–621. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatfluidflow.2010.02.016
  7. Xuan, Y., Roetzel, W. (2000). Conceptions for heat transfer correlation of nanofluids. International Journal of Heat and Mass Transfer, 43 (19), 3701–3707. doi: https://doi.org/10.1016/s0017-9310(99)00369-5
  8. Sudarmadji, S., Soeparman, S., Wahyudi, S., Hamidy, N. (2014). Effects of cooling process of Al2O3-water nanofluid on convective heat transfer. FME Transaction, 42 (2), 155–160. doi: https://doi.org/10.5937/fmet1402155s
  9. 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
  10. Ahmed, S. A., Ozkaymak, M., Sözen, A., Menlik, T., Fahed, A. (2018). Improving car radiator performance by using TiO2-water nanofluid. Engineering Science and Technology, an International Journal, 21 (5), 996–1005. doi: https://doi.org/10.1016/j.jestch.2018.07.008
  11. Singh Sokhal, G., Gangacharyulu, D., Bulasara, V. K. (2018). Influence of copper oxide nanoparticles on the thermophysical properties and performance of flat tube of vehicle cooling system. Vacuum, 157, 268–276. doi: https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2018.08.048
  12. 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
  13. Devireddy, S., Mekala, C. S. R., Veeredhi, V. R. (2016). Improving the cooling performance of automobile radiator with ethylene glycol water based TiO2 nanofluids. International Communications in Heat and Mass Transfer, 78, 121–126. doi: https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2016.09.002
  14. Sudarmadji, S., Santoso, S., Susilo, S. H. (2021). Analysis of the effect of ultrasonic vibration on nanofluid as coolant in engine radiator. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (5 (113)), 6–13. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.241694
  15. Suresh, S., Venkitaraj, K. P., Selvakumar, P., Chandrasekar, M. (2012). Effect of Al2O3–Cu/water hybrid nanofluid in heat transfer. Experimental Thermal and Fluid Science, 38, 54–60. doi: https://doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2011.11.007
  16. Hamid, K. A., Azmi, W. H., Nabil, M. F., Mamat, R. (2018). Experimental investigation of nanoparticle mixture ratios on TiO2–SiO2 nanofluids heat transfer performance under turbulent flow. International Journal of Heat and Mass Transfer, 118, 617–627. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.11.036
  17. Toghraie, D., Chaharsoghi, V. A., Afrand, M. (2016). Measurement of thermal conductivity of ZnO–TiO2/EG hybrid nanofluid. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 125 (1), 527–535. doi: https://doi.org/10.1007/s10973-016-5436-4
  18. Hemmat Esfe, M., Behbahani, P. M., Arani, A. A. A., Sarlak, M. R. (2016). Thermal conductivity enhancement of SiO2–MWCNT (85:15 %)–EG hybrid nanofluids. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 128 (1), 249–258. doi: https://doi.org/10.1007/s10973-016-5893-9
  19. Ramalingam, S., Dhairiyasamy, R., Govindasamy, M. (2020). Assessment of heat transfer characteristics and system physiognomies using hybrid nanofluids in an automotive radiator. Chemical Engineering and Processing - Process Intensification, 150, 107886. doi: https://doi.org/10.1016/j.cep.2020.107886
  20. Koçak Soylu, S., Atmaca, İ., Asiltürk, M., Doğan, A. (2019). Improving heat transfer performance of an automobile radiator using Cu and Ag doped TiO2 based nanofluids. Applied Thermal Engineering, 157, 113743. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2019.113743
  21. Sarkar, J., Ghosh, P., Adil, A. (2015). A review on hybrid nanofluids: Recent research, development and applications. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 43, 164–177. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.11.023
  22. Sahid, N. S. M., Rahman, M. M., Kadirgama, K., Maleque, M. A. (2017). Experimental investigation on properties of hybrid nanofluids (TiO2 and ZnO) in water–ethylene glycol mixture. Journal of mechanical engineering and sciences, 11 (4), 3087–3094. doi: https://doi.org/10.15282/jmes.11.4.2017.11.0277
  23. Pak, B. C., Cho, Y. I. (1998). Hydrodynamic and heat transfer study of dispersed fluids with submicron metallic oxide particles. Experimental Heat Transfer, 11 (2), 151–170. doi: https://doi.org/10.1080/08916159808946559
  24. Takabi, B., Salehi, S. (2014). Augmentation of the Heat Transfer Performance of a Sinusoidal Corrugated Enclosure by Employing Hybrid Nanofluid. Advances in Mechanical Engineering, 6, 147059. doi: https://doi.org/10.1155/2014/147059
  25. Duangthongsuk, W., Wongwises, S. (2008). Effect of thermophysical properties models on the predicting of the convective heat transfer coefficient for low concentration nanofluid. International Communications in Heat and Mass Transfer, 35 (10), 1320–1326. doi: https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2008.07.015
  26. Wang, X., Xu, X., Choi, S. U. S. (1999). Thermal Conductivity of Nanoparticle - Fluid Mixture. Journal of Thermophysics and Heat Transfer, 13 (4), 474–480. doi: https://doi.org/10.2514/2.6486
  27. Ranga Babu, J. A., Kumar, K. K., Srinivasa Rao, S. (2017). State-of-art review on hybrid nanofluids. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 77, 551–565. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.04.040
  28. Esfe, M. H., Esfandeh, S., Amiri, M. K., Afrand, M. (2019). A novel applicable experimental study on the thermal behavior of SWCNTs(60%)-MgO(40%)/EG hybrid nanofluid by focusing on the thermal conductivity. Powder Technology, 342, 998–1007. doi: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2018.10.008

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-08-31

Як цитувати

Sudarmadji, S., Irawan, B., & Susilo, S. H. (2022). Вплив гібридної нанорідини CuO-TiO2 на роботу радіатора . Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(5 (118), 21–29. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.263649

Номер

Том 4 № 5 (118) (2022): Прикладна фізика

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Sudarmadji Sudarmadji, Bambang Irawan, 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.