304 سٹینلیس سٹیل کوائلڈ نلیاں کیمیائی جزو، ٹربولیٹروں سے لیس گول ٹیوبوں میں ہم آہنگی اور غیر ہم آہنگی سے فعال گرافین نانوشیٹس کا تھرموڈینامک تجزیہ

Nature.com پر جانے کا شکریہ۔آپ محدود سی ایس ایس سپورٹ کے ساتھ براؤزر کا ورژن استعمال کر رہے ہیں۔بہترین تجربے کے لیے، ہم تجویز کرتے ہیں کہ آپ ایک اپ ڈیٹ شدہ براؤزر استعمال کریں (یا انٹرنیٹ ایکسپلورر میں مطابقت موڈ کو غیر فعال کریں)۔اس کے علاوہ، جاری تعاون کو یقینی بنانے کے لیے، ہم سائٹ کو بغیر اسٹائل اور جاوا اسکرپٹ کے دکھاتے ہیں۔
سلائیڈرز فی سلائیڈ تین مضامین دکھا رہے ہیں۔سلائیڈوں کے ذریعے جانے کے لیے پیچھے اور اگلے بٹنوں کا استعمال کریں، یا ہر سلائیڈ سے گزرنے کے لیے آخر میں سلائیڈ کنٹرولر بٹن استعمال کریں۔

چین میں 304 10*1 ملی میٹر سٹینلیس سٹیل کوائلڈ نلیاں

سائز: 3/4 انچ، 1/2 انچ، 1 انچ، 3 انچ، 2 انچ

یونٹ پائپ کی لمبائی: 6 میٹر

اسٹیل گریڈ: 201، 304 اور 316

گریڈ: 201، 202، 304، 316، 304L، 316 ایل،

مواد: سٹینلیس سٹیل

حالت: نیا

Covalent اور non covalent nanofluids کا تجربہ گول ٹیوبوں میں کیا گیا جو 45° اور 90° کے ہیلکس زاویوں کے ساتھ بٹی ہوئی ٹیپ انسرٹس سے لیس ہیں۔رینالڈس کا نمبر 7000 ≤ Re ≤ 17000 تھا، تھرمو فزیکل خصوصیات کا اندازہ 308 K پر کیا گیا۔ فزیکل ماڈل کو عددی طور پر دو پیرامیٹر ٹربولنٹ واسکاسیٹی ماڈل (SST k-omega ٹربولنس) کا استعمال کرتے ہوئے حل کیا جاتا ہے۔کام میں nanofluids ZNP-SDBS@DV اور ZNP-COOH@DV کی ارتکاز (0.025 wt.%، 0.05 wt.%، اور 0.1 wt.%) پر غور کیا گیا۔بٹی ہوئی ٹیوبوں کی دیواروں کو 330 K کے مستقل درجہ حرارت پر گرم کیا جاتا ہے۔ موجودہ مطالعے میں چھ پیرامیٹرز پر غور کیا گیا: آؤٹ لیٹ درجہ حرارت، حرارت کی منتقلی کا عدد، اوسط نوسلٹ نمبر، رگڑ کا گتانک، دباؤ میں کمی، اور کارکردگی کی تشخیص کا معیار۔دونوں صورتوں میں (45° اور 90° کا ہیلکس زاویہ)، ZNP-SDBS@DV nanofluid نے ZNP-COOH@DV سے زیادہ تھرمل ہائیڈرولک خصوصیات ظاہر کیں، اور اس میں بڑے پیمانے پر حصہ بڑھنے کے ساتھ اضافہ ہوا، مثال کے طور پر، 0.025 wt۔، اور 0.05 wt.1.19 ہے۔% اور 1.26 – 0.1 wt.%دونوں صورتوں میں (ہیلکس زاویہ 45° اور 90°)، GNP-COOH@DW استعمال کرتے وقت تھرموڈینامک خصوصیات کی قدریں 0.025% wt کے لیے 1.02، 0.05% wt کے لیے 1.05 ہیں۔اور 0.1% wt کے لیے 1.02۔
ہیٹ ایکسچینجر ایک تھرموڈینامک ڈیوائس 1 ہے جو کولنگ اور ہیٹنگ آپریشنز کے دوران حرارت کی منتقلی کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ہیٹ ایکسچینجر کی تھرمل ہائیڈرولک خصوصیات گرمی کی منتقلی کے گتانک کو بہتر بناتی ہیں اور کام کرنے والے سیال کی مزاحمت کو کم کرتی ہیں۔حرارت کی منتقلی کو بہتر بنانے کے لیے کئی طریقے تیار کیے گئے ہیں، بشمول ٹربولنس بڑھانے والے 2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 اور nanofluids12,13,14,15۔ہیٹ ایکسچینجرز میں ہیٹ ٹرانسفر کو بہتر بنانے کے لیے بٹی ہوئی ٹیپ کا اندراج اس کی دیکھ بھال میں آسانی اور کم لاگت7,16 کی وجہ سے ایک کامیاب ترین طریقہ ہے۔
تجرباتی اور کمپیوٹیشنل اسٹڈیز کی ایک سیریز میں، نینو فلوئڈز اور ہیٹ ایکسچینجرز کے مرکب کی ہائیڈرو تھرمل خصوصیات کا مطالعہ کیا گیا جس میں ٹیپ داخل کی گئی ہے۔ایک تجرباتی کام میں، تین مختلف دھاتی نینو فلوئڈز (Ag@DW، Fe@DW اور Cu@DW) کی ہائیڈرو تھرمل خصوصیات کا مطالعہ سوئی بٹی ہوئی ٹیپ (STT) ہیٹ ایکسچینجر17 میں کیا گیا۔بیس پائپ کے مقابلے میں، STT کے حرارت کی منتقلی کے قابلیت میں 11% اور 67% اضافہ ہوا ہے۔پیرامیٹر α = β = 0.33 کے ساتھ کارکردگی کے لحاظ سے معاشی نقطہ نظر سے SST لے آؤٹ بہترین ہے۔اس کے علاوہ، Ag@DW کے ساتھ n میں 18.2% اضافہ دیکھا گیا، حالانکہ دباؤ کے نقصان میں زیادہ سے زیادہ اضافہ صرف 8.5% تھا۔کوائلڈ ٹربولیٹر کے ساتھ اور اس کے بغیر مرتکز پائپوں میں حرارت کی منتقلی اور دباؤ میں کمی کے جسمانی عمل کا مطالعہ Al2O3@DW nanofluid کے ہنگامہ خیز بہاؤ کے ساتھ جبری کنویکشن کے ساتھ کیا گیا۔زیادہ سے زیادہ اوسط Nusselt نمبر (Nuavg) اور دباؤ کا نقصان Re = 20,000 پر دیکھا جاتا ہے جب کوائل پچ = 25 ملی میٹر اور Al2O3@DW nanofluid 1.6 vol.%۔WC داخلوں کے ساتھ تقریباً سرکلر ٹیوبوں کے ذریعے بہنے والے گرافین آکسائیڈ نینو فلوئڈز (GO@DW) کی حرارت کی منتقلی اور دباؤ میں کمی کی خصوصیات کا مطالعہ کرنے کے لیے لیبارٹری مطالعات بھی کرائے گئے ہیں۔نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ 0.12 vol%-GO@DW نے حرارت کی منتقلی کے گتانک میں تقریباً 77 فیصد اضافہ کیا۔ایک اور تجرباتی مطالعہ میں، نینو فلوئڈز (TiO2@DW) کو مڑا ہوا ٹیپ داخل کرنے والے ڈمپلڈ ٹیوبوں کی تھرمل ہائیڈرولک خصوصیات کا مطالعہ کرنے کے لیے تیار کیا گیا تھا۔1.258 کی زیادہ سے زیادہ ہائیڈرو تھرمل کارکردگی 0.15 vol%-TiO2@DW کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کی گئی تھی جو 3.0 کے موڑ کے عنصر کے ساتھ 45° مائل شافٹ میں سرایت کرتی تھی۔سنگل فیز اور ٹو فیز (ہائبرڈ) سمولیشن ماڈلز مختلف ٹھوس ارتکاز پر CuO@DW nanofluids کے بہاؤ اور حرارت کی منتقلی کو مدنظر رکھتے ہیں (1–4% vol.%)21۔ایک بٹی ہوئی ٹیپ کے ساتھ ڈالی جانے والی ٹیوب کی زیادہ سے زیادہ تھرمل کارکردگی 2.18 ہے، اور انہی حالات میں دو بٹی ہوئی ٹیپوں کے ساتھ ڈالی جانے والی ٹیوب 2.04 ہے (دو فیز ماڈل، Re = 36,000 اور 4 والیوم٪)۔کاربوکسی میتھائل سیلولوز (CMC) اور تانبے کے آکسائیڈ (CuO) کے غیر نیوٹنین ہنگامہ خیز نینو فلو کا مطالعہ کیا گیا ہے جو بٹی ہوئی داخلوں کے ساتھ مین پائپوں اور پائپوں میں ہیں۔Nuavg 16.1% (مین پائپ لائن کے لیے) اور 60% (کوائلڈ پائپ لائن کے لیے (H/D = 5) کے تناسب کے ساتھ) کی بہتری دکھاتا ہے۔عام طور پر، کم موڑ سے ربن کے تناسب کے نتیجے میں رگڑ کا زیادہ گتانک ہوتا ہے۔ایک تجرباتی مطالعہ میں، ایک بٹی ہوئی ٹیپ (TT) اور کنڈلی (VC) کے ساتھ پائپوں کے حرارت کی منتقلی اور رگڑ کے قابلیت کی خصوصیات پر اثرات کا مطالعہ CuO@DW nanofluids کا استعمال کرتے ہوئے کیا گیا۔0.3 والیوم کا استعمال کرتے ہوئے%-CuO@DW ری = 20,000 VK-2 پائپ میں حرارت کی منتقلی کو زیادہ سے زیادہ 44.45% تک بڑھانا ممکن بناتا ہے۔مزید برآں، ایک ہی باؤنڈری حالات میں بٹی ہوئی جوڑی کیبل اور کوائل انسرٹ کا استعمال کرتے وقت، DW کے مقابلے 1.17 اور 1.19 کے عوامل سے رگڑ کا گتانک بڑھ جاتا ہے۔عام طور پر، کنڈلیوں میں داخل کیے گئے نینو فلوئڈز کی تھرمل کارکردگی پھنسے ہوئے تاروں میں داخل کیے جانے والے نینو فلوئڈز سے بہتر ہے۔ایک ہنگامہ خیز (MWCNT@DW) نانو فلوئڈ بہاؤ کی حجمی خصوصیت کا مطالعہ ایک سرپل تار میں ڈالی گئی افقی ٹیوب کے اندر کیا گیا تھا۔تھرمل کارکردگی کے پیرامیٹرز تمام صورتوں کے لیے> 1 تھے، جو اس بات کی نشاندہی کرتے ہیں کہ کوائل داخل کرنے کے ساتھ نینو فلائیڈکس کا امتزاج پمپ پاور استعمال کیے بغیر حرارت کی منتقلی کو بہتر بناتا ہے۔خلاصہ — دو پائپ ہیٹ ایکسچینجر کی ہائیڈرو تھرمل خصوصیات کا مختلف انسرٹس کے ساتھ ایک ترمیم شدہ ٹوئسٹڈ ٹوئسٹڈ V شکل والے ٹیپ (VcTT) کا مطالعہ Al2O3 + TiO2@DW nanofluid کے ہنگامہ خیز بہاؤ کے حالات میں کیا گیا ہے۔بیس ٹیوبوں میں DW کے مقابلے میں، Nuavg میں 132% کی نمایاں بہتری ہے اور رگڑ کا گتانک 55% تک ہے۔اس کے علاوہ، دو پائپ ہیٹ ایکسچینجر 26 میں Al2O3+TiO2@DW nanocomposite کی توانائی کی کارکردگی پر تبادلہ خیال کیا گیا۔اپنے مطالعے میں، انھوں نے پایا کہ DW کے مقابلے Al2O3 + TiO2@DW اور TT کے استعمال نے ورزش کی کارکردگی کو بہتر بنایا ہے۔وی سی ٹی ٹی ٹربولیٹر کے ساتھ سنٹرک ٹیوبلر ہیٹ ایکسچینجرز میں، سنگھ اور سرکار27 نے فیز چینج میٹریل (PCM)، منتشر سنگل/نانوکومپوزائٹ نانو فلوئڈز (Al2O3@DW with PCM اور Al2O3 + PCM) کا استعمال کیا۔انہوں نے رپورٹ کیا کہ گرمی کی منتقلی اور دباؤ کا نقصان بڑھتا ہے کیونکہ موڑ کے قابلیت میں کمی آتی ہے اور نینو پارٹیکل کی حراستی میں اضافہ ہوتا ہے۔ایک بڑا وی نشان گہرائی کا عنصر یا چھوٹی چوڑائی کا عنصر زیادہ گرمی کی منتقلی اور دباؤ کا نقصان فراہم کر سکتا ہے۔اس کے علاوہ، گرافین-پلاٹینم (Gr-Pt) کو 2-TT28 داخلوں کے ساتھ ٹیوبوں میں گرمی، رگڑ، اور مجموعی طور پر اینٹروپی جنریشن کی شرح کی تحقیقات کے لیے استعمال کیا گیا ہے۔ان کے مطالعے سے معلوم ہوا کہ (Gr-Pt) کی ایک چھوٹی فیصد نے نسبتاً زیادہ رگڑ والی اینٹروپی کی نشوونما کے مقابلے میں گرمی کی اینٹروپی کی پیداوار کو نمایاں طور پر کم کیا۔مخلوط Al2O3@MgO nanofluids اور مخروطی WC کو ایک اچھا مرکب سمجھا جا سکتا ہے، کیونکہ بڑھتا ہوا تناسب (h/Δp) دو ٹیوب ہیٹ ایکسچینجر 29 کی ہائیڈرو تھرمل کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے۔ایک عددی ماڈل کا استعمال ہیٹ ایکسچینجرز کی توانائی کی بچت اور ماحولیاتی کارکردگی کا جائزہ لینے کے لیے کیا جاتا ہے جس میں مختلف تھری پارٹ ہائبرڈ نینو فلائیڈز (THNF) (Al2O3 + graphene + MWCNT) DW30 میں معطل ہیں۔1.42–2.35 کی رینج میں کارکردگی کی تشخیص کے معیار (PEC) کی وجہ سے، Depressed Twisted Turbulizer Insert (DTTI) اور (Al2O3 + Graphene + MWCNT) کا مجموعہ درکار ہے۔
اب تک، تھرمل سیالوں میں ہائیڈروڈینامک بہاؤ میں ہم آہنگی اور غیر ہم آہنگی کے فنکشنلائزیشن کے کردار پر بہت کم توجہ دی گئی ہے۔اس مطالعے کا خاص مقصد نینو فلوئڈز (ZNP-SDBS@DV) اور (ZNP-COOH@DV) کی تھرمل ہائیڈرولک خصوصیات کا 45° اور 90° کے ہیلکس زاویوں کے ساتھ بٹی ہوئی ٹیپ انسرٹس میں موازنہ کرنا تھا۔تھرمو فزیکل خصوصیات کو Tin = 308 K میں ناپا گیا۔ اس معاملے میں، موازنہ کے عمل میں تین بڑے پیمانے پر حصوں کو مدنظر رکھا گیا، جیسے (0.025 wt.%، 0.05 wt.% اور 0.1 wt.%)۔تھرمل ہائیڈرولک خصوصیات کو حل کرنے کے لیے 3D ٹربلنٹ فلو ماڈل (SST k-ω) میں شیئر اسٹریس ٹرانسفر کا استعمال کیا جاتا ہے۔اس طرح، یہ مطالعہ مثبت خصوصیات (گرمی کی منتقلی) اور منفی خصوصیات (رگڑ پر دباؤ میں کمی) کے مطالعہ میں اہم کردار ادا کرتا ہے، جس میں تھرمل ہائیڈرولک خصوصیات کا مظاہرہ کیا جاتا ہے اور ایسے انجینئرنگ سسٹمز میں حقیقی کام کرنے والے سیالوں کی اصلاح ہوتی ہے۔
بنیادی ترتیب ایک ہموار پائپ ہے (L = 900 ملی میٹر اور ڈی ایچ = 20 ملی میٹر)۔داخل کیا گیا بٹی ہوئی ٹیپ کے طول و عرض (لمبائی = 20 ملی میٹر، موٹائی = 0.5 ملی میٹر، پروفائل = 30 ملی میٹر)۔اس صورت میں، سرپل پروفائل کی لمبائی، چوڑائی اور اسٹروک بالترتیب 20 ملی میٹر، 0.5 ملی میٹر، اور 30 ​​ملی میٹر تھے۔بٹی ہوئی ٹیپیں 45° اور 90° پر مائل ہوتی ہیں۔ٹن = 308 K پر مختلف کام کرنے والے سیال جیسے DW، non covalent nanofluids (GNF-SDBS@DW) اور covalent nanofluids (GNF-COOH@DW)، تین مختلف بڑے پیمانے پر ارتکاز اور مختلف رینالڈس نمبر۔ٹیسٹ ہیٹ ایکسچینجر کے اندر کیے گئے تھے۔سرپل ٹیوب کی بیرونی دیوار کو 330 K کے مستقل سطح کے درجہ حرارت پر گرم کیا گیا تاکہ حرارت کی منتقلی کو بہتر بنانے کے پیرامیٹرز کی جانچ کی جا سکے۔
انجیر پر۔1 اسکیمیٹک طور پر قابل اطلاق باؤنڈری حالات اور میشڈ ایریا کے ساتھ ایک بٹی ہوئی ٹیپ داخل کرنے والی ٹیوب دکھاتا ہے۔جیسا کہ پہلے ذکر کیا گیا ہے، رفتار اور دباؤ کی حد کی شرائط ہیلکس کے انلیٹ اور آؤٹ لیٹ حصوں پر لاگو ہوتی ہیں۔مسلسل سطح کے درجہ حرارت پر، پائپ کی دیوار پر ایک غیر پرچی شرط عائد کی جاتی ہے۔موجودہ عددی تخروپن دباؤ پر مبنی حل کا استعمال کرتا ہے۔ایک ہی وقت میں، ایک پروگرام (ANSYS FLUENT 2020R1) جزوی تفریق مساوات (PDE) کو محدود حجم کے طریقہ کار (FMM) کا استعمال کرتے ہوئے الجبری مساوات کے نظام میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔دوسری ترتیب SIMPLE طریقہ (تسلسل دباؤ پر منحصر مساوات کے لیے نیم مضمر طریقہ) رفتار دباؤ سے متعلق ہے۔اس بات پر زور دیا جانا چاہیے کہ ماس، مومینٹم، اور انرجی مساوات کے لیے باقیات کا کنورجننس بالترتیب 103 اور 106 سے کم ہے۔
p فزیکل اور کمپیوٹیشنل ڈومینز کا خاکہ: (a) ہیلکس اینگل 90°، (b) ہیلکس اینگل 45°، (c) کوئی ہیلیکل بلیڈ نہیں۔
ایک یکساں ماڈل نینو فلوئڈز کی خصوصیات کی وضاحت کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔بیس سیال (DW) میں نینو میٹریلز کو شامل کرنے سے، بہترین تھرمل خصوصیات کے ساتھ ایک مسلسل سیال بنتا ہے۔اس سلسلے میں، بیس فلوئڈ اور نینو میٹریل کا درجہ حرارت اور رفتار ایک جیسی ہے۔مندرجہ بالا نظریات اور مفروضوں کی وجہ سے، اس مطالعے میں موثر سنگل فیز فلو کام کرتا ہے۔متعدد مطالعات نے نانو فلائیڈک بہاؤ 31,32 کے لئے سنگل فیز تکنیکوں کی تاثیر اور قابل اطلاق ہونے کا مظاہرہ کیا ہے۔
نینو فلوئڈز کا بہاؤ نیوٹونین ہنگامہ خیز، ناقابل تسخیر اور ساکن ہونا چاہیے۔کمپریشن کا کام اور چپکنے والی حرارت اس مطالعہ میں غیر متعلق ہیں۔اس کے علاوہ پائپ کی اندرونی اور بیرونی دیواروں کی موٹائی کو بھی مدنظر نہیں رکھا جاتا۔لہذا، بڑے پیمانے پر، رفتار، اور توانائی کے تحفظ کی مساوات جو تھرمل ماڈل کی وضاحت کرتی ہیں مندرجہ ذیل طور پر بیان کی جا سکتی ہیں:
جہاں \(\overrightarrow{V}\) اوسط رفتار ویکٹر ہے، Keff = K + Kt covalent اور noncovalent nanofluids کی موثر تھرمل چالکتا ہے، اور ε توانائی کی کھپت کی شرح ہے۔ٹیبل میں دکھائے گئے کثافت (ρ)، viscosity (μ)، مخصوص حرارت کی صلاحیت (Cp) اور تھرمل چالکتا (k) سمیت نینو فلوئڈز کی موثر تھرمو فزیکل خصوصیات کو تجرباتی مطالعہ کے دوران 308 K1 درجہ حرارت پر ماپا گیا جب استعمال کیا گیا۔ ان سمیلیٹروں میں
روایتی اور TT ٹیوبوں میں ہنگامہ خیز نینو فلوئڈ بہاؤ کے عددی نقالی رینالڈس نمبر 7000 ≤ Re ≤ 17000 پر کیے گئے تھے۔ ان نقالی اور convective ہیٹ ٹرانسفر گتانکوں کا تجزیہ Mentor's κ-ω ٹربولنس ماڈل اوور شیسٹرولڈ ٹرانسفر اوسط ماڈل کا استعمال کرتے ہوئے کیا گیا تھا۔ ماڈل Navier-Stokes، عام طور پر ایروڈائنامک ریسرچ میں استعمال ہوتا ہے۔اس کے علاوہ، ماڈل دیوار کے فنکشن کے بغیر کام کرتا ہے اور دیواروں 35,36 کے قریب درست ہے۔(SST) κ-ω ٹربولنس ماڈل کی گورننگ مساوات مندرجہ ذیل ہیں:
جہاں \(S\) تناؤ کی شرح کی قدر ہے، اور \(y\) ملحقہ سطح کا فاصلہ ہے۔دریں اثنا، \({\alpha}_{1}\), \({\alpha}_{2}\), \({\beta}_{1}\), \({\beta}_{ 2 }\), \({\beta}^{*}\), \({\sigma}_{{k}_{1}}\), \({\sigma}_{{k}_{ 2 }}\)، \({\sigma}_{{\omega}_{1}}\) اور \({\sigma}_{{\omega}_{2}}\) تمام ماڈل مستقل کی نشاندہی کرتے ہیں۔F1 اور F2 مخلوط افعال ہیں۔نوٹ: باؤنڈری لیئر میں F1 = 1، آنے والے بہاؤ میں 0۔
کارکردگی کی تشخیص کے پیرامیٹرز کا استعمال ہنگامہ خیز محرک حرارت کی منتقلی، ہم آہنگی اور غیر ہم آہنگی والے نینو فلو کے بہاؤ کا مطالعہ کرنے کے لیے کیا جاتا ہے، مثال کے طور پر 31:
اس تناظر میں، (\(\rho\))، (\(v\))، (\({D}_{h}\)) اور (\(\mu\)) کثافت، سیال کی رفتار کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ ، ہائیڈرولک قطر اور متحرک viscosity.(\({C}_{p}\, \mathrm{u}\, k\)) - مخصوص حرارت کی گنجائش اور بہتے ہوئے سیال کی تھرمل چالکتا۔اس کے علاوہ، (\(\dot{m}\)) بڑے پیمانے پر بہاؤ سے مراد ہے، اور (\({T}_{out}-{T}_{in}\)) سے مراد ان لیٹ اور آؤٹ لیٹ درجہ حرارت کا فرق ہے۔(NFs) سے مراد covalent، non covalent nanofluids، اور (DW) سے مراد آست پانی (بیس فلوئڈ) ہے۔\({A}_{s} = \pi DL\), \({\overline{T}}_{f}=\frac{\left({T}_{out}-{T}_{in }\ right)}{2}\) اور \({\overline{T}}_{w}=\sum \frac{{T}_{w}}{n}\)۔
بیس فلوئڈ (DW)، نان کوولنٹ نانو فلائیڈ (GNF-SDBS@DW)، اور covalent nanofluid (GNF-COOH@DW) کی تھرمو فزیکل خصوصیات شائع شدہ لٹریچر (تجرباتی مطالعات)، Sn = 308 K، کے طور پر لی گئی تھیں۔ جدول 134 میں دکھایا گیا ہے۔ ایک عام تجربہ میں نان کوولنٹ (GNP-SDBS@DW) نان فلوئیڈ حاصل کرنے کے لیے معلوم بڑے پیمانے پر فیصد کے ساتھ، ابتدائی طور پر کچھ گرام بنیادی GNPs کا وزن ڈیجیٹل بیلنس پر کیا گیا تھا۔SDBS/ مقامی GNP کا وزن کا تناسب DW میں (0.5:1) ہے۔اس معاملے میں، ہم آہنگی (COOH-GNP@DW) نانو فلوئڈز کو HNO3 اور H2SO4 کے حجم کے تناسب (1:3) کے ساتھ سخت تیزابیت والے میڈیم کا استعمال کرتے ہوئے GNP کی سطح پر کاربوکسائل گروپس کو شامل کرکے ترکیب کیا گیا تھا۔Covalent اور non covalent nanofluids کو DW میں تین مختلف وزن کے فیصد جیسے 0.025 wt%, 0.05 wt% پر معطل کیا گیا تھا۔اور بڑے پیمانے پر 0.1٪۔
میش کی آزادی کے ٹیسٹ چار مختلف کمپیوٹیشنل ڈومینز میں کئے گئے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ میش کا سائز تخروپن کو متاثر نہیں کرتا ہے۔45° ٹورشن پائپ کی صورت میں، یونٹ سائز 1.75 ملی میٹر والے یونٹس کی تعداد 249,033 ہے، یونٹ سائز 2 ملی میٹر والے یونٹوں کی تعداد 307,969 ہے، یونٹ سائز 2.25 ملی میٹر والے یونٹوں کی تعداد 421,406 ہے، اور یونٹس کی تعداد یونٹ سائز 2.5 ملی میٹر 564 940 بالترتیب کے ساتھ۔اس کے علاوہ، 90° بٹی ہوئی پائپ کی مثال میں، 1.75 ملی میٹر عنصر کے سائز والے عناصر کی تعداد 245,531 ہے، 2 ملی میٹر عنصر کے سائز والے عناصر کی تعداد 311,584 ہے، 2.25 ملی میٹر عنصر کے سائز والے عناصر کی تعداد ہے۔ 422,708، اور 2.5 ملی میٹر کے عنصر کے سائز والے عناصر کی تعداد بالترتیب 573,826 ہے۔تھرمل پراپرٹی ریڈنگ کی درستگی جیسے کہ (Tout, htc، اور Nuavg) عناصر کی تعداد میں کمی کے ساتھ بڑھ جاتی ہے۔ایک ہی وقت میں، رگڑ گتانک اور دباؤ کی کمی کی قدروں کی درستگی نے بالکل مختلف رویہ دکھایا (تصویر 2)۔مصنوعی کیس میں تھرمل ہائیڈرولک خصوصیات کا جائزہ لینے کے لیے گرڈ (2) کو مرکزی گرڈ ایریا کے طور پر استعمال کیا گیا تھا۔
45° اور 90° پر بٹی ہوئی DW ٹیوبوں کے جوڑے کا استعمال کرتے ہوئے میش سے آزادانہ طور پر گرمی کی منتقلی اور پریشر ڈراپ کی کارکردگی کی جانچ کرنا۔
موجودہ عددی نتائج کو حرارت کی منتقلی کی کارکردگی اور رگڑ کے گتانک کے لیے معروف تجرباتی ارتباط اور مساوات جیسے Dittus-Belter، Petukhov، Gnelinsky، Notter-Rouse اور Blasius کا استعمال کرتے ہوئے درست کیا گیا ہے۔موازنہ 7000≤Re≤17000 شرط کے تحت کیا گیا تھا۔انجیر کے مطابق۔3، نقلی نتائج اور حرارت کی منتقلی کی مساوات کے درمیان اوسط اور زیادہ سے زیادہ غلطیاں ہیں 4.050 اور 5.490% (Dittus-Belter)، 9.736 اور 11.33% (Petukhov)، 4.007 اور 7.483% (Gnelinsky)، اور 3.883% اور 3.883% (Gnelinsky) نوٹ بیلٹر)۔گلاب)۔اس صورت میں، تخروپن کے نتائج اور رگڑ عددی مساوات کے درمیان اوسط اور زیادہ سے زیادہ غلطیاں بالترتیب 7.346% اور 8.039% (Blasius) اور 8.117% اور 9.002% (Petukhov) ہیں۔
عددی حسابات اور تجرباتی ارتباط کا استعمال کرتے ہوئے مختلف رینالڈس نمبروں پر DW کی حرارت کی منتقلی اور ہائیڈروڈینامک خصوصیات۔
یہ سیکشن نان کوولنٹ (LNP-SDBS) اور covalent (LNP-COOH) آبی نینو فلوئڈز کی تھرمل خصوصیات پر بحث کرتا ہے جو کہ تین مختلف ماس فریکشنز اور رینالڈس نمبروں پر بیس فلوئڈ (DW) کے مقابلے میں اوسط کے طور پر ہے۔کوائلڈ بیلٹ ہیٹ ایکسچینجرز کی دو جیومیٹریوں (ہیلکس اینگل 45° اور 90°) کو 7000 ≤ Re≤ 17000 کے لیے زیر بحث لایا گیا ہے۔ انجیر میں۔4 نینو فلوئڈ کے بیس فلوئڈ (DW) میں نکلنے پر اوسط درجہ حرارت دکھاتا ہے DW } } \) ) پر (0.025% wt.، 0.05% wt. اور 0.1% wt.)(\(\frac{{{T}_{out}}_{NFs}}{{T}_{out}}_{DW}}\)) ہمیشہ 1 سے کم ہوتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ آؤٹ لیٹ کا درجہ حرارت نان کوولنٹ (VNP-SDBS) ہے اور covalent (VNP-COOH) نینو فلوئڈز بیس مائع کے آؤٹ لیٹ پر درجہ حرارت سے نیچے ہیں۔سب سے کم اور سب سے زیادہ کمی بالترتیب 0.1 wt%-COOH@GNPs اور 0.1 wt%-SDBS@GNPs تھی۔یہ رجحان رینالڈس کی تعداد میں مسلسل بڑے پیمانے پر حصہ میں اضافے کی وجہ سے ہے، جو نینو فلوئڈ (یعنی کثافت اور متحرک چپکنے والی) کی خصوصیات میں تبدیلی کا باعث بنتا ہے۔
اعداد و شمار 5 اور 6 (0.025 wt.%، 0.05 wt.% اور 0.1 wt.%) پر نینو فلوئڈ سے بیس فلوئڈ (DW) کی اوسط حرارت کی منتقلی کی خصوصیات کو ظاہر کرتے ہیں۔اوسط حرارت کی منتقلی کی خصوصیات ہمیشہ 1 سے زیادہ ہوتی ہیں، جس کا مطلب ہے کہ نان کوولنٹ (LNP-SDBS) اور covalent (LNP-COOH) نانو فلوئڈز کی حرارت کی منتقلی کی خصوصیات بنیادی سیال کے مقابلے میں بہتر ہوتی ہیں۔0.1 wt%-COOH@GNPs اور 0.1 wt%-SDBS@GNPs نے بالترتیب سب سے کم اور سب سے زیادہ فائدہ حاصل کیا۔جب پائپ 1 میں زیادہ سیال مکسنگ اور ہنگامہ آرائی کی وجہ سے رینالڈس کی تعداد بڑھ جاتی ہے تو حرارت کی منتقلی کی کارکردگی بہتر ہوتی ہے۔چھوٹے وقفوں کے ذریعے سیال زیادہ رفتار تک پہنچتے ہیں، جس کے نتیجے میں ایک پتلی رفتار/حرارت کی حد ہوتی ہے، جس سے حرارت کی منتقلی کی شرح بڑھ جاتی ہے۔بیس سیال میں مزید نینو پارٹیکلز شامل کرنے کے مثبت اور منفی دونوں نتائج ہو سکتے ہیں۔فائدہ مند اثرات میں نینو پارٹیکل کے تصادم میں اضافہ، سیال تھرمل چالکتا کے موافق تقاضے، اور گرمی کی منتقلی میں اضافہ شامل ہیں۔
45° اور 90° ٹیوبوں کے لیے رینالڈس نمبر پر منحصر ہے کہ نینو فلوئڈ سے بیس فلوڈ سے حرارت کی منتقلی کا گتانک۔
ایک ہی وقت میں، ایک منفی اثر nanofluid کی متحرک viscosity میں اضافہ ہے، جو nanofluid کی نقل و حرکت کو کم کرتا ہے، اس طرح اوسط Nusselt نمبر (Nuavg) کو کم کرتا ہے۔nanofluids (ZNP-SDBS@DW) اور (ZNP-COOH@DW) کی بڑھتی ہوئی تھرمل چالکتا DW37 میں معطل شدہ گرافین نینو پارٹیکلز کے براؤنین موشن اور مائکرو کنویکشن کی وجہ سے ہونی چاہیے۔nanofluid (ZNP-COOH@DV) کی تھرمل چالکتا نینو فلوئیڈ (ZNP-SDBS@DV) اور ڈسٹل واٹر سے زیادہ ہے۔بیس فلوڈ میں مزید نینو میٹریلز شامل کرنے سے ان کی تھرمل چالکتا بڑھ جاتی ہے (ٹیبل 1)38۔
شکل 7 بڑے پیمانے پر فیصد (0.025%، 0.05% اور 0.1%) میں بیس فلوئڈ (DW) (f(NFs)/f(DW)) کے ساتھ نینو فلوئڈز کے رگڑ کے اوسط گتانک کو واضح کرتی ہے۔اوسط رگڑ کا گتانک ہمیشہ ≈1 ہوتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ نان کوولنٹ (GNF-SDBS@DW) اور covalent (GNF-COOH@DW) نانو فلوئڈز میں رگڑ کا گتانک وہی ہوتا ہے جو بیس فلوئڈ ہوتا ہے۔کم جگہ والا ہیٹ ایکسچینجر زیادہ بہاؤ میں رکاوٹ پیدا کرتا ہے اور بہاؤ کی رگڑ کو بڑھاتا ہے۔بنیادی طور پر، رگڑ کا گتانک نینو فلوڈ کے بڑے پیمانے پر بڑھتے ہوئے حصے کے ساتھ تھوڑا سا بڑھتا ہے۔زیادہ رگڑ سے ہونے والے نقصانات نینو فلوئڈ کی بڑھتی ہوئی متحرک واسکاسیٹی اور سطح پر قینچ کے بڑھتے ہوئے تناؤ کی وجہ سے ہوتے ہیں جس میں بنیادی سیال میں نینو گرافین کی زیادہ مقدار ہوتی ہے۔جدول (1) سے پتہ چلتا ہے کہ nanofluid (ZNP-SDBS@DV) کی متحرک viscosity اسی وزن کے فیصد پر nanofluid (ZNP-COOH@DV) سے زیادہ ہے، جو سطحی اثرات کے اضافے سے وابستہ ہے۔ایک غیر covalent nanofluid پر فعال ایجنٹوں.
انجیر پر۔8 بیس فلوئیڈ (DW) (\(\frac{{\Delta P}_{NFs}}{{\Delta P}_{DW}}\)) کے مقابلے میں (0.025%, 0.05% اور 0.1%) دکھاتا ہے۔ )۔نان کوولنٹ (GNPs-SDBS@DW) نانو فلوئڈ نے اوسطاً زیادہ دباؤ میں کمی ظاہر کی، اور بڑے پیمانے پر فیصد میں اضافے کے ساتھ 0.025% wt کے لیے 2.04%، 0.05% wt کے لیے 2.46%۔اور 0.1% wt کے لیے 3.44%۔کیس کی توسیع کے ساتھ (ہیلکس زاویہ 45° اور 90°)۔دریں اثنا، nanofluid (GNPs-COOH@DW) نے کم اوسط دباؤ میں کمی ظاہر کی، جو 1.31% سے بڑھ کر 0.025% wt پر ہے۔0.05% wt پر 1.65% تک۔0.05 wt.%-COOH@NP اور 0.1 wt.%-COOH@NP کا اوسط دباؤ 1.65% ہے۔جیسا کہ دیکھا جا سکتا ہے، تمام صورتوں میں ری نمبر بڑھنے کے ساتھ پریشر ڈراپ بڑھتا ہے۔اعلی Re اقدار پر دباؤ میں اضافہ حجم کے بہاؤ پر براہ راست انحصار سے ظاہر ہوتا ہے۔لہذا، ٹیوب میں زیادہ ری نمبر زیادہ دباؤ کی کمی کا باعث بنتا ہے، جس کے لیے پمپ کی طاقت 39,40 میں اضافے کی ضرورت ہوتی ہے۔اس کے علاوہ، بڑے سطحی رقبے سے پیدا ہونے والی ایڈیز اور ہنگامہ خیزی کی زیادہ شدت کی وجہ سے دباؤ کے نقصانات زیادہ ہوتے ہیں، جو باؤنڈری پرت1 میں دباؤ اور جڑتا قوتوں کے تعامل کو بڑھاتا ہے۔
عام طور پر، نان کوولنٹ (VNP-SDBS@DW) اور covalent (VNP-COOH@DW) nanofluids کے لیے کارکردگی کی تشخیص کے معیار (PEC) کو انجیر میں دکھایا گیا ہے۔9. Nanofluid (ZNP-SDBS@DV) نے دونوں صورتوں میں (ZNP-COOH@DV) سے زیادہ PEC قدریں ظاہر کیں (ہیلکس اینگل 45° اور 90°) اور اس میں بڑے پیمانے پر حصہ بڑھا کر بہتر کیا گیا، مثال کے طور پر، 0.025 wt.%1.17 ہے، 0.05 wt. % ہے 1.19 اور 0.1 wt. % 1.26 ہے۔دریں اثنا، نینو فلوئڈز (GNPs-COOH@DW) کا استعمال کرتے ہوئے PEC کی قدریں 0.025 wt% کے لیے 1.02، 0.05 wt% کے لیے 1.05، 0.1 wt% کے لیے 1.05 تھیں۔دونوں صورتوں میں (ہیلکس زاویہ 45° اور 90°)۔1.02ایک اصول کے طور پر، رینالڈس نمبر میں اضافے کے ساتھ، تھرمل ہائیڈرولک کارکردگی نمایاں طور پر کم ہو جاتی ہے۔جیسے جیسے رینالڈس کی تعداد میں اضافہ ہوتا ہے، تھرمل ہائیڈرولک کارکردگی کے گتانک میں کمی منظم طریقے سے (NuNFs/NuDW) میں اضافے اور (fNFs/fDW) میں کمی سے منسلک ہوتی ہے۔
45° اور 90° زاویوں والی ٹیوبوں کے لیے رینالڈس نمبروں پر انحصار کرتے ہوئے بنیادی سیالوں کے حوالے سے نینو فلوئڈز کی ہائیڈرو تھرمل خصوصیات۔
اس حصے میں تین مختلف بڑے پیمانے پر ارتکاز اور رینالڈس نمبروں پر پانی (DW)، نان کوونلنٹ (VNP-SDBS@DW)، اور covalent (VNP-COOH@DW) نانو فلوئڈز کی تھرمل خصوصیات پر بحث کی گئی ہے۔دو کوائلڈ بیلٹ ہیٹ ایکسچینجر جیومیٹریوں کو 7000 ≤ Re ≤ 17000 رینج میں روایتی پائپوں (ہیلکس اینگل 45° اور 90°) کے حوالے سے اوسط تھرمل ہائیڈرولک کارکردگی کا جائزہ لینے کے لیے سمجھا جاتا تھا۔انجیر پر۔10 ایک عام پائپ (\(\frac{{{T}_{out}}_{Twisted}}{{ ہیلکس زاویہ 45° اور 90°) کا استعمال کرتے ہوئے آؤٹ لیٹ پر پانی اور نینو فلوائڈز کا درجہ حرارت اوسط کے طور پر دکھاتا ہے۔ {T} _{out}__{Regular}}\))۔نان کوولنٹ (GNP-SDBS@DW) اور covalent (GNP-COOH@DW) نانو فلوئڈز میں وزن کے تین مختلف حصے ہوتے ہیں جیسے 0.025 wt%، 0.05 wt% اور 0.1 wt%۔جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔11، آؤٹ لیٹ درجہ حرارت کی اوسط قدر (\(\frac{{{T}_{out}}_{Twisted}}{{{T}_{out}}_{Plain}}\))> 1, یہ بتاتا ہے کہ (45° اور 90° ہیلکس زاویہ) ہیٹ ایکسچینجر کے آؤٹ لیٹ پر درجہ حرارت روایتی پائپ کے مقابلے میں زیادہ اہم ہے، ہنگامہ خیزی کی زیادہ شدت اور مائع کے بہتر اختلاط کی وجہ سے۔مزید برآں، DW کے آؤٹ لیٹ پر درجہ حرارت، نان کوولنٹ اور covalent nanofluids میں رینالڈز کی تعداد میں اضافہ کے ساتھ کمی واقع ہوئی۔بیس سیال (DW) میں سب سے زیادہ اوسط آؤٹ لیٹ درجہ حرارت ہوتا ہے۔دریں اثنا، سب سے کم قیمت سے مراد 0.1 wt%-SDBS@GNPs ہے۔نان کوولنٹ (GNPs-SDBS@DW) نانو فلوئڈز نے covalent (GNPs-COOH@DW) نانو فلوئڈز کے مقابلے میں کم اوسط آؤٹ لیٹ درجہ حرارت دکھایا۔چونکہ بٹی ہوئی ٹیپ بہاؤ کے میدان کو زیادہ مخلوط بناتی ہے، اس لیے دیوار کے قریب گرمی کا بہاؤ زیادہ آسانی سے مائع سے گزر سکتا ہے، جس سے مجموعی درجہ حرارت بڑھ جاتا ہے۔کم موڑ سے ٹیپ تناسب کے نتیجے میں بہتر دخول ہوتا ہے اور اس وجہ سے گرمی کی بہتر منتقلی ہوتی ہے۔دوسری طرف، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ رولڈ ٹیپ دیوار کے خلاف کم درجہ حرارت کو برقرار رکھتی ہے، جس کے نتیجے میں Nuavg میں اضافہ ہوتا ہے۔بٹی ہوئی ٹیپ داخل کرنے کے لیے، ایک اعلی Nuavg ویلیو ٹیوب22 کے اندر بہتر محرک حرارت کی منتقلی کی نشاندہی کرتی ہے۔بہاؤ کے بڑھتے ہوئے راستے اور اضافی اختلاط اور ہنگامہ آرائی کی وجہ سے، رہائش کا وقت بڑھ جاتا ہے، جس کے نتیجے میں آؤٹ لیٹ پر مائع کے درجہ حرارت میں اضافہ ہوتا ہے۔
رینالڈز نے روایتی ٹیوبوں کے آؤٹ لیٹ درجہ حرارت (45° اور 90° ہیلکس زاویہ) سے متعلق مختلف نینو فلوئڈز کی تعداد۔
روایتی ٹیوبوں کے مقابلے میں مختلف نینو فلوئڈز کے لیے حرارت کی منتقلی کے گتانک (45° اور 90° ہیلکس اینگل) بمقابلہ رینالڈس نمبر۔
کوائلڈ ٹیپ ہیٹ ٹرانسفر کا بنیادی طریقہ کار درج ذیل ہے: 1. ہیٹ ایکسچینج ٹیوب کے ہائیڈرولک قطر کو کم کرنے سے بہاؤ کی رفتار اور گھماؤ میں اضافہ ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں دیوار پر قینچ کا دباؤ بڑھ جاتا ہے اور ثانوی حرکت کو فروغ ملتا ہے۔2. سمیٹنے والی ٹیپ کی رکاوٹ کی وجہ سے، پائپ کی دیوار پر رفتار بڑھ جاتی ہے، اور باؤنڈری پرت کی موٹائی کم ہو جاتی ہے۔3. بٹی ہوئی پٹی کے پیچھے سرپل کا بہاؤ رفتار میں اضافے کا باعث بنتا ہے۔4. حوصلہ افزائی vortices بہاؤ کے مرکزی اور قریبی دیوار والے علاقوں کے درمیان سیال کے اختلاط کو بہتر بناتی ہے۔انجیر پر۔11 اور انجیر۔12 DW اور nanofluids کی حرارت کی منتقلی کی خصوصیات کو ظاہر کرتا ہے، مثال کے طور پر (حرارت کی منتقلی کا گتانک اور اوسط نوسلٹ نمبر) روایتی ٹیوبوں کے مقابلے بٹی ہوئی ٹیپ داخل کرنے والی ٹیوبوں کا استعمال کرتے ہوئے اوسط کے طور پر۔نان کوولنٹ (GNP-SDBS@DW) اور covalent (GNP-COOH@DW) نانو فلوئڈز میں وزن کے تین مختلف حصے ہوتے ہیں جیسے 0.025 wt%، 0.05 wt% اور 0.1 wt%۔دونوں ہیٹ ایکسچینجرز (45° اور 90° ہیلکس اینگل) میں حرارت کی منتقلی کی اوسط کارکردگی >1 ہے، جو روایتی ٹیوبوں کے مقابلے کوائلڈ ٹیوبوں کے ساتھ ہیٹ ٹرانسفر گتانک اور اوسط نوسلٹ نمبر میں بہتری کی نشاندہی کرتی ہے۔غیر ہم آہنگی (GNPs-SDBS@DW) نانو فلوئڈز نے covalent (GNPs-COOH@DW) نانو فلوئڈز کے مقابلے میں زیادہ اوسط حرارت کی منتقلی میں بہتری دکھائی۔Re = 900 پر، دو ہیٹ ایکسچینجرز (45° اور 90° ہیلکس اینگل) کے لیے ہیٹ ٹرانسفر کی کارکردگی -SDBS@GNPs میں 0.1 wt% بہتری 1.90 کی قدر کے ساتھ سب سے زیادہ تھی۔اس کا مطلب ہے کہ یکساں TP اثر کم سیال کی رفتار (رینالڈس نمبر) 43 اور بڑھتی ہوئی ہنگامہ خیزی پر زیادہ اہم ہے۔متعدد vortices کے متعارف ہونے کی وجہ سے، TT ٹیوبوں کی حرارت کی منتقلی کا گتانک اور اوسط نوسلٹ نمبر روایتی ٹیوبوں سے زیادہ ہیں، جس کے نتیجے میں ایک پتلی باؤنڈری پرت ہوتی ہے۔کیا HP کی موجودگی ہنگامہ خیزی کی شدت میں اضافہ کرتی ہے، کام کرنے والے سیال کے بہاؤ کا اختلاط اور بیس پائپوں کے مقابلے میں گرمی کی منتقلی کو بڑھاتا ہے (بغیر بٹی ہوئی ٹیپ ڈالے) 21۔
روایتی ٹیوبوں کے مقابلے میں مختلف نینو فلوئڈز کے لیے اوسط نوسلٹ نمبر (ہیلکس اینگل 45° اور 90°) بمقابلہ رینالڈس نمبر۔
اعداد و شمار 13 اور 14 رگڑ کا اوسط گتانک دکھاتے ہیں (\(\frac{{f}_{Twisted}}{{f}_{Plain}}\)) اور دباؤ میں کمی (\(\frac{{\Delta P}) DW nanofluids، (GNPs-SDBS@DW) اور (GNPs-COOH@DW) آئن ایکسچینجر کا استعمال کرتے ہوئے روایتی پائپوں کے لیے تقریباً 45° اور 90° _ {مڑی ہوئی}}{{\Delta P}_{Plain}}\}} ( 0.025 wt %، 0.05 wt % اور 0.1 wt %)۔ { {f}_{Plain} }\)) اور دباؤ میں کمی (\(\frac{{ \Delta P}_{Twisted}}{{\Delta P __{Plain}}\}) کمی۔ کیسز، رگڑ گتانک اور دباؤ کا نقصان کم رینالڈس نمبروں پر زیادہ ہے اوسط رگڑ گتانک اور دباؤ کا نقصان 3.78 اور 3.12 کے درمیان ہے اوسط رگڑ گتانک اور دباؤ کا نقصان یہ ظاہر کرتا ہے کہ (45° ہیلکس زاویہ اور 90°) ہیٹ ایکسچینجر کی لاگت روایتی پائپوں سے تین گنا زیادہ ہے۔ اس کے علاوہ، جب کام کرنے والا سیال زیادہ رفتار سے بہتا ہے، تو رگڑ کا گتانک کم ہو جاتا ہے۔ مسئلہ اس لیے پیدا ہوتا ہے کہ جیسے جیسے رینالڈز کی تعداد بڑھتی ہے، باؤنڈری پرت کی موٹائی بڑھ جاتی ہے۔ کم ہو جاتا ہے، جو متاثرہ جگہ پر متحرک viscosity کے اثر میں کمی، رفتار کے میلان اور قینچ کے دباؤ میں کمی اور نتیجتاً، رگڑ 21 کے گتانک میں کمی کا باعث بنتا ہے۔ٹی ٹی کی موجودگی کی وجہ سے بہتر بلاکنگ اثر اور گھماؤ میں اضافہ کے نتیجے میں بیس پائپوں کی نسبت متضاد ٹی ٹی پائپوں کے لیے کافی زیادہ دباؤ کا نقصان ہوتا ہے۔اس کے علاوہ، بیس پائپ اور ٹی ٹی پائپ دونوں کے لیے، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ کام کرنے والے سیال43 کی رفتار کے ساتھ پریشر ڈراپ بڑھتا ہے۔
روایتی ٹیوبوں کے مقابلے مختلف نینو فلوئڈز کے لیے رگڑ کا گتانک (45° اور 90° ہیلکس اینگل) بمقابلہ رینالڈس نمبر۔
دباؤ کا نقصان (45° اور 90° ہیلکس زاویہ) ایک روایتی ٹیوب کی نسبت مختلف نینو فلوئڈز کے لیے رینالڈس نمبر کے فنکشن کے طور پر۔
خلاصہ طور پر، شکل 15 سادہ ٹیوبوں (\(\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}} کے مقابلے میں 45° اور 90° زاویوں کے ساتھ ہیٹ ایکسچینجرز کے لیے کارکردگی کی تشخیص کا معیار (PEC)) دکھاتا ہے۔ ) ) میں (0.025 wt.%، 0.05 wt.% اور 0.1 wt.%) DV، (VNP-SDBS@DV) اور covalent (VNP-COOH@DV) نینو فلوئڈز کا استعمال کرتے ہوئے۔ہیٹ ایکسچینجر میں قدر (\(\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}\)) > 1 دونوں صورتوں میں (45° اور 90° ہیلکس زاویہ)۔اس کے علاوہ، (\(\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}\)) ری = 11,000 پر اپنی بہترین قیمت تک پہنچ جاتا ہے۔90° ہیٹ ایکسچینجر 45° ہیٹ ایکسچینجر کے مقابلے میں (\ (\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}\))) میں معمولی اضافہ دکھاتا ہے۔, Re = 11,000 0.1 wt%-GNPs@SDBS اعلی (\(\frac{{PEC}_{Twisted}}{{PEC}_{Plain}}\)) اقدار کی نمائندگی کرتا ہے، جیسے 45° ہیٹ ایکسچینجر کارنر کے لیے 1.25 اور 90° کارنر ہیٹ ایکسچینجر کے لیے 1.27۔یہ ماس فریکشن کے تمام فیصد میں ایک سے بڑا ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ بٹی ہوئی ٹیپ داخل کرنے والے پائپ روایتی پائپوں سے برتر ہیں۔خاص طور پر، ٹیپ انسرٹس کے ذریعے فراہم کردہ گرمی کی بہتر منتقلی کے نتیجے میں رگڑ کے نقصانات میں نمایاں اضافہ ہوا۔
روایتی ٹیوبوں (45° اور 90° ہیلکس زاویہ) کے سلسلے میں مختلف نانو فلوئڈز کے رینالڈس نمبر کے لیے کارکردگی کا معیار۔
ضمیمہ A DW، 0.1 wt%-GNP-SDBS@DW اور 0.1 wt%-GNP-COOH@DW کا استعمال کرتے ہوئے 45° اور 90° ہیٹ ایکسچینجرز کے لیے ری = 7000 پر اسٹریم لائنز دکھاتا ہے۔ٹرانسورس ہوائی جہاز میں اسٹریم لائنز مرکزی بہاؤ پر بٹی ہوئی ربن داخلوں کے اثر کی سب سے نمایاں خصوصیت ہیں۔45° اور 90° ہیٹ ایکسچینجرز کا استعمال ظاہر کرتا ہے کہ دیوار کے قریب والے علاقے میں رفتار تقریباً ایک جیسی ہے۔دریں اثنا، ضمیمہ B DW، 0.1 wt%-GNP-SDBS@DW اور 0.1 wt%-GNP-COOH@DW کا استعمال کرتے ہوئے 45° اور 90° ہیٹ ایکسچینجرز کے لیے رفتار کی شکل دکھاتا ہے Re = 7000۔رفتار کے لوپس تین مختلف مقامات (سلائسز) میں ہیں، مثال کے طور پر، Plain-1 (P1 = −30mm)، Plain-4 (P4 = 60mm) اور Plain-7 (P7 = 150mm)۔پائپ کی دیوار کے قریب بہاؤ کی رفتار سب سے کم ہے اور پائپ کے مرکز کی طرف سیال کی رفتار بڑھ جاتی ہے۔اس کے علاوہ جب ہوا کی نالی سے گزرتے ہیں تو دیوار کے قریب کم رفتار کا رقبہ بڑھ جاتا ہے۔یہ ہائیڈروڈینامک باؤنڈری پرت کے بڑھنے کی وجہ سے ہے، جو دیوار کے قریب کم رفتار والے علاقے کی موٹائی کو بڑھاتی ہے۔اس کے علاوہ، رینالڈس نمبر میں اضافہ تمام کراس سیکشنز میں مجموعی رفتار کی سطح کو بڑھاتا ہے، اس طرح چینل39 میں کم رفتار والے علاقے کی موٹائی کو کم کرتا ہے۔
ہم آہنگی کے ساتھ اور غیر ہم آہنگی سے فنکشنلائزڈ گرافین نانو شیٹس کا 45 ° اور 90 ° کے ہیلکس زاویوں کے ساتھ بٹی ہوئی ٹیپ کے داخلوں میں جائزہ لیا گیا۔ہیٹ ایکسچینجر کو عددی طور پر SST k-omega ٹربولنس ماڈل کا استعمال کرتے ہوئے 7000 ≤ Re ≤ 17000 پر حل کیا جاتا ہے۔ تھرمو فزیکل خصوصیات کا حساب Tin = 308 K پر کیا جاتا ہے۔ ساتھ ہی ٹیوب کی دیوار کو 330D کے مستقل درجہ حرارت پر گرم کریں۔ تین بڑے پیمانے پر مقدار میں پتلا کیا گیا تھا، مثال کے طور پر (0.025 wt.%، 0.05 wt.% اور 0.1 wt.%)۔موجودہ مطالعہ نے چھ اہم عوامل پر غور کیا: آؤٹ لیٹ کا درجہ حرارت، حرارت کی منتقلی کا عدد، اوسط نوسلٹ نمبر، رگڑ کا گتانک، دباؤ میں کمی، اور کارکردگی کی تشخیص کا معیار۔یہاں اہم نتائج ہیں:
اوسط آؤٹ لیٹ درجہ حرارت (\({{T}_{out}}_{Nanofluids}\)/\({{T}_{out}}_{Basefluid}\))) ہمیشہ 1 سے کم ہوتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ غیر پھیلاؤ والینس (ZNP-SDBS@DV) اور covalent (ZNP-COOH@DV) نینو فلوئڈ کا آؤٹ لیٹ درجہ حرارت بنیادی مائع سے کم ہے۔دریں اثنا، اوسط آؤٹ لیٹ درجہ حرارت (\({{T}_{out}}_{Twisted}\))/\({{T}_{out}}_{Plain}\)) قدر > 1، جس کی طرف اشارہ کرتا ہے حقیقت یہ ہے کہ (45° اور 90° ہیلکس اینگل) آؤٹ لیٹ کا درجہ حرارت روایتی ٹیوبوں سے زیادہ ہے۔
دونوں صورتوں میں، حرارت کی منتقلی کی خصوصیات (نانو فلوئڈ/بیس فلوئڈ) اور (بڑی ہوئی ٹیوب/نارمل ٹیوب) کی اوسط قدریں ہمیشہ >1 دکھاتی ہیں۔غیر covalent (GNPs-SDBS@DW) nanofluids نے covalent (GNPs-COOH@DW) nanofluids کے مساوی، گرمی کی منتقلی میں اوسطاً زیادہ اضافہ دکھایا۔
نان کوولنٹ (VNP-SDBS@DW) اور covalent (VNP-COOH@DW) نانو فلوئڈز کا اوسط رگڑ گتانک (\({f}_{Nanofluids}/{f}_{Basefluid}\)) ہمیشہ ≈1 ہوتا ہے۔ .غیر ہم آہنگی (ZNP-SDBS@DV) اور covalent (ZNP-COOH@DV) نینو فلوئڈز (\({f}_{Twisted}/{f}_{Plain}\)) کا رگڑ ہمیشہ > 3 کے لیے۔
دونوں صورتوں میں (45° اور 90° ہیلکس زاویہ)، نینو فلوئڈز (GNPs-SDBS@DW) زیادہ دکھائے گئے (\({\Delta P}_{Nanofluids}/{\Delta P}_{Basefluid}\)) 0.025 2.04% کے لیے wt.%، 0.05 wt.% 2.46% کے لیے اور 0.1 wt.% 3.44% کے لیے۔دریں اثنا، (GNPs-COOH@DW) nanofluids نے کم دکھایا (\({\Delta P}_{Nanofluids}/{\Delta P}_{Basefluid}\)) 0.025 wt کے لیے 1.31% سے % سے 1.65% 0.05 ہے۔ وزن کے لحاظ سے %اس کے علاوہ، غیر ہم آہنگی (GNPs-SDBS@DW) اور covalent (GNPs-COOH@DW) کے اوسط دباؤ میں کمی (\({\Delta P}_{Twisted}/{\Delta P}_{Plain}\)‎ ))) nanofluids ہمیشہ >3۔
دونوں صورتوں میں (45° اور 90° ہیلکس زاویہ)، نینو فلوئڈز (GNPs-SDBS@DW) نے زیادہ دکھایا (\({PEC}_{Nanofluids}/{PEC} _{Basefluid}\)) @DW قدر) مثلاً 0.025 wt.% – 1.17, 0.05 wt.% – 1.19, 0.1 wt.% – 1.26۔اس صورت میں، (GNPs-COOH@DW) استعمال کرنے والے (\({PEC}_{Nanofluids}/{PEC}_{Basefluid}\)) کی قدریں 0.025 wt.% کے لیے 1.02، 0 کے لیے 1.05 ہیں۔ ، 05 wt.% اور 1.02 وزن کے لحاظ سے 0.1% ہے۔اس کے علاوہ، Re = 11,000 پر، 0.1 wt%-GNPs@SDBS نے اعلی قدریں دکھائیں (\({PEC}_{Twisted}/{PEC}_{Plain}\))، جیسے کہ 1.25 برائے 45° ہیلکس زاویہ اور 90° ہیلکس زاویہ 1.27۔
Thianpong، C. et al.ہیٹ ایکسچینجر میں نینو فلائیڈ ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ/پانی کے بہاؤ کی کثیر مقصدی اصلاح، ڈیلٹا ونگز کے ساتھ بٹی ہوئی ٹیپ انسرٹس کے ذریعے بہتر۔اندرونی J. گرم.سائنس.172، 107318 (2022)۔
Langerudi, HG اور Jawaerde, C. عام اور V کے سائز کے بٹی ہوئی ٹیپوں کے ساتھ داخل کی گئی بیلو میں غیر نیوٹنین سیال کے بہاؤ کا تجرباتی مطالعہ۔حرارت اور بڑے پیمانے پر منتقلی 55، 937–951 (2019)۔
ڈونگ، ایکس وغیرہ۔سرپل بٹی ہوئی نلی نما ہیٹ ایکسچینجر [J] کی حرارت کی منتقلی کی خصوصیات اور بہاؤ مزاحمت کا تجرباتی مطالعہ۔درخواست کا درجہ حرارت۔پروجیکٹ176، 115397 (2020)۔
Yongsiri, K., Eiamsa-Ard, P., Wongcharee, K. & Eiamsa-Ard, SJCS ترچھا الگ کرنے والے پنکھوں کے ساتھ ہنگامہ خیز چینل کے بہاؤ میں گرمی کی منتقلی کو بہتر بنایا گیا ہے۔موضوعی تحقیق.درجہ حرارتپروجیکٹ3، 1–10 (2014)۔