بررسی افت فشار و ضریب اصطکاک در سیال خنک کننده موتور با نانوذرات اکسیدهای سیلیسیوم، مس و تیتانیوم

با توجه به تاثیر کنترل دما بر عملکرد موتورهای احتراق داخلی و کاهش آلایندگی، طراحی یک سیستم خنک کاری بهینه برای خودروها از اهمیت زیادی برخوردار است. هم چنین در مطالعات پیشین مشخص شده است که نوع جدیدی از نانوسیالات، تاثیر به سزایی بر بهبود عملکرد سیستم های خنک کننده خودروها دارد. در این مقاله، افت فشار و ضریب اصطکاک نانوسیالات SiO۲، CuO و TiO۲ با غلظت های ۱ و ۲ درصد در سیال پایه آب و اتیلن گلیکول با کسرحجمی ۵۰ درصد، درون لوله رادیاتور مورد ارزیابی قرار گرفته است. از نرم افزار فلوئنت برای شبیه سازی مدل جامد- مایع مزدوج سه بعدی استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که افزایش غلظت حجمی ذرات، افزایش افت فشار جریان در طول لوله را به همراه دارد. کمترین میانگین ضریب اصطلاک مربوط به نانوذرات CuO در غلظت ۲ درصد و برابر با ۰.۰۲۰۴۵۸ می باشد. برای غلظت ۲ درصد نانوذرات TiO۲ میزان تغییرات طول توسعه یافتگی نسبت به سیال پایه، در سرعت ثابت ۰.۳۹۵۲ متر بر ثانیه، به اندازه ۱۲.۳ درصد می باشد و جریان زودتر توسعه یافته می گردد. هم چنین استفاده از نانوذرات با غلظت حجمی بالاتر، دمای سیال خنک کننده را به میزان بیشتری کاهش می دهد. بیشترین میزان کاهش دمای سیال، مربوط به نانوذره SiO۲ با غلظت حجمی ۲ درصد می باشد.

کلیدواژه ها:

نانوسیال ، دینامیک سیالات محاسباتی ، افت فشار ، موتور احتراق داخلی