Экспериментальное исследование свойств нанографенового теплоносителя на процессы теплообмена в каналах


Авторы

Трофимов М. А.*, Сатаев А. А.

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 603950, ГСП-41, Н.Новгород, ул. Минина, д. 24

*e-mail: Travl24@yandex.ru

Аннотация

В статье приведены модели, условия, методика проведения экспериментов с графено-водным теплоносителем, направленных на определение возможной интенсификации теплообменных процессов. Графеновая составляющая представляет собой наножидкость (водный раствор, со-держащий частицы графена с характерным размером 0,1–100 нм) диспергированную в дистил-лированной воде. Использование данного вида теплоносителя возможно в широком диапазоне отраслей и теплообменных аппаратов, благодаря размеру частиц, а также теплофизическим свойствам материала. 
В данном исследовании приведены результаты экспериментов, проводимых с упомянутым вы-ше типом теплоносителя. Производится сравнение результатов испытаний на «чистой» воде и графено-водной смеси. По результатам экспериментов получена максимальная прибавка к ин-тенсивности теплообмена порядка 20 %.

Ключевые слова:

интенсификация теплообмена, графен, изменение коэффициента теплоотдачи, теплообменные аппараты, противоточные теплообменники, прямоточные теплообменники, наножидкость, гра-фено-водный теплоноситель, одноатомный слой графена, эффективная концентрация графена

Список источников

  1. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М.: «Энергия», 1977. 344 c.
  2. Кириллов П.Л., Юрьев Ю.С., Бобков В.П. Справочник по теплогидравлическим расчетам. М: Энергоатомиздат, 1990. 360 c.
  3. Макеев А.Н., Кирюхин Я.А. Проблемы и перспективы исполь-зования наножидкостей в теплоэнергетике // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2022. Т. 49. № 3. 
  4. Porgar S., Rahmanian N. Investigation of Effect of Alumin-ium Oxide Nanoparticles on the Thermal Properties of Water-Based Fluids in a Double Tube Heat Exchanger // Biointerface Research in Applied Chemistry. 2022. Vol. 12. № 2. pp. 2618–2628. DOI: 10.33263/BRI AC122.26182628
  5. Nasir F., Mohamad A.Y. Heat transfer of CuO-water based nanofluids in a compact heat exchanger. 2016. Vol. 11. № 4. 2517–2523.
  6. Lakshmanan Periyannan, Periyasamy Saravanan, kanaga-rajan Saranya, Dhairiyasamy Ratchagaraja. Analysis of Heat Transfer Performance and Thermo-hydraulic Char-acteristics of Graphene Nanofluids: Impact of Se-dimentation Effects. Materials Research Express. 2023. Vol. 10. DOI: 10.1088/2053-1591/acf7b2
  7. Жаров А.В., Горшков Р.В., Савинский Н.Г. Теплоотдача в системах охлаждения судовых двигателей при цирку-ляции теплоносителя, содержащего высокотеп-лопроводные наночастицы мультиграфена // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. 2019. Т. 11. № 4. С. 745–754. DOI: 10.21821/2309-5180-2019-114-745-754
  8. Рахмонов Т.Т., Камилов Ш.Х., Тешабоева Д.Р.К. Графен и области его использования // Eurasian Journal of Ac-ademic Research. 2024
  9. Kapilan Natesan, Sadashiva Prabhu S., Samuel Varghese Kodathu et al. Effect of graphene on the performance of heat exchangers and related simulation studies // Mate-rials Today: Proceedings. 2021.
  10. Periyannan Lakshmanan, Saravanan Periyasamy, Saranya kanagarajan, Ratchagaraja Dhairiyasamy. Analysis of heat transfer performance and thermo-hydraulic characteris-tics of graphene nanofluids: impact of sedimentation ef-fects // Materials Research Express. 2023. Vol. 10. 
  11. Панченко А.Н. Двумерные материалы, их свойства и применение // Международный журнал гуманитар-ных и естественных наук. 2023.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2026