بررسی و شبیه‌سازی کاربرد نانوذرات در خنک‌کاری تجهیزات ماهواره استفادة همزمان نانوسیال و لولة حرارتی با سه اواپراتور

Abstract

مقالة حاضر به مطالعة تأثیر نانوسیال بر عملکرد لولة حرارتی با سه اواپراتور در کاربردهای خنک­کاری تجهیزات ماهواره می­پردازد. نانوذرات مورد استفاده اکسید مس و تیتانیوم می‌اشند. عبارت­های توزیع دمای سطح لولة حرارتی که با روش جداسازی متغیرهای به روش تحلیلی به‌دست می­آیند شامل سری­هایی نامتناهی است که به‌کمک نرم‌افزار متلب و اعمال خواص نانوسیال­ها حل شده‌اند. نتایج نشان می­دهد که استفاده از نانوسیال به‌جای آب می‌واند سبب کاهش بیشتر دمای تجهیزات ماهواره و یکنواخت­تر شدن دما گردد. همچنین ملاحظه شد که افزایش غلظت نانوذره وکاهش قطر آن تأثیر شگرفی در کاهش مقاومت حرارتی و درپی آن بهبود عملکرد لولة حرارتی دارد. در بهترین حالت افزایش غلظت نانوذره 10 نانومتری اکسید مس تا 8 درصد باعث افزایش ضریب انتقال حرارت لوله جرارتی تا 75 درصد می­گردد. به‌کارگیری نانوسیال باعث می­شود سطح انتفال حرارت کمتری مورد نیاز باشد، لذا وزن لولة حرارتی در بهترین شرایط (نانوذرات اکسید مس 8 درصد با قطر 10 نانومتر) تا 35 درصد کاهش می­یابد. یافته­های این مطالعه نشان می­دهد نانوذرات اکسید فلزات می‌توانند پتانسیل بالایی در کاربردهای خنک‌کاری تجهیزات فضایی داشته باشد.