Forced convection heat transfer characteristics of concurrent flows of a Nano-PCM emulsion/Al2O3 nanofluid through outer annulus/inner tube of a concentric double-tube duct

摘要

本文以實驗及模擬方式在同心雙圓管下進行，探討流體在等熱通量中同心雙圓管內層流之強制對流中的熱傳遞特性與效益。先調製以超純水為基底與純20烷製成奈米乳液在不同濃度下並測量其熱性質，再調製以超純水為基底與氧化鋁奈米顆粒製成奈米流體並測量其熱性質，將外環流體以奈米乳液流動而內環流體以奈米流體流動，探討奈米乳液、奈米流體取代純水之效益。 實驗外管使用無氧紅銅管，內管使用不銹鋼管，外管外徑為6mm，外管內徑為5 4mm，長度為1250mm，而內管外經為4 6mm，內管內徑為4 2mm，加熱段長度為700mm。使用鎳鉻電阻線緊密纏繞加熱段外管壁，利用電源供應器使加熱段達等熱通量條件。 實驗中所設定的條件:加熱?率=70w、110w、150w與流量比 =0 17、0 30、0 45、0 70、1 0、1 6、2 38、4 00，和雷諾數Re ST=500、1000、1500下之固定總流量，奈米乳液重量濃度4 88%、9 38%，奈米流體體積濃度0 5%。 實驗結果表明:平均熱傳增益在總流量277 49(cm3/min)流量比為0 45熱?率為110W時，內管純水而外環奈米乳液4 88%有22%增益、9 38%有29%增益，而外環奈米乳液4 88%內管奈米流體0 5%有24 4%增益。 數值模擬結果:純水在總流量181 84(cm3/min)流量比0 17、0 45、1 00、2 38下呈現熱阻關係，隨流量比越大同心雙圓管總熱阻越小，反之，流量比越小熱阻越大。

獎項日期	2020
原文	English
監督員	Ching-Jenq Ho (Supervisor)