INTENSIFICATION OF HEAT TRANSFER IN HYBRID SOLAR COLLECTORS BY USING NANOFLUIDS AS A COOLANT

Аннотация

Интесификация теплообмена является одной из важнейших
задач современной теплофизики. Одним из современных методов
интенсификации теплообменного процесса является использование
теплоносителей на основе наножидкостей. Они привлекают внимание
благодаря своему потенциалу улучшения теплопередачи в различных системах,
в частности в области солнечной энергетики. В данной работе исследована
теплопроводность наножидкостей на основе наночастиц TiO2 и CuO.
Исследованы различные концентрации наночастиц TiO2 и CuO в диапазоне
от 0,5 до 2 % при температурах 293-333 К в смеси бидистиллированная вода,
этиленгликоль/бидистиллированная вода, стабилизированных поверхностно-
активным веществом цетилтриметиламмония бромид (ЦТАБ). Оптимальная
концентрация ЦТАБ, равная 0,7% была определена экспериментальным
путем. Для оценки стабильности наножидкостей было произведено измерение
дзета-потенциала и гидродинамического размера частиц. В результате
теплофизических измерений было обнаружено значительное увеличение
теплопроводности наножидкостей по отношению к базовой жидкости.
Наибольший рост наблюдался при массовой концентрации наночастиц 2%
как для TiO2, так и для CuO во всех смесях. При дальнейшем увеличении
концентрации наночастиц наблюдались проблемы со стабильностью
полученных растворов. Проведено сравнение полученных значений
теплопроводности наножидкостей TiO2 и CuO. Наножидкости как TiO2, так
и CuO показали рост коэффицинта теплопроводности для каждой массовой
концентрации, при этом наножидкость на основе CuO обладает более высокой
теплопроводностью, чем TiO2. Результаты данной работы могут быть полезны
при определении технологических режимов теплоносителя в гибридных
солнечных коллекторах, разработке новых моделей солнечных панелей и
других приложениях теплофизики