Изменение теодинамических свойств жидкостей может в достаточной степени повысить эффективность работы теплообменного оборудования. Одним из способов достижения этой цели является добавление наночастиц в базовую жидкость. Суспензии жидкостей с различными наночастицами интенсивно изучаются и рассматриваются как инновационная технология для улучшения теплопередачи во многих промышленных приложениях. В данном исследовании рассматривались наночастицы Al2O3, TiO2 и CuO, добавленные в воду. CFD-исследование конвекции наножидкостей с использованием однофазного и многофазного модельных подходов было выполнено с помощью программы Ansys Fluent. Концентрация наночастиц варьировалась от 1 до 4 %. Число Рейнольдса было равно 1050, а геометрия трубы принималась одинаковой для всех расчетов. Проверка результатов, полученных для Al2O3, показала хорошее согласие с данными, опубликованными другими авторами. Настоящая работа содержит подробный анализ профилей температуры и скорости в различных сечениях вдоль трубы. Особое внимание уделено характеристикам теплопередачи и потерям давления, рассчитанным для потока чистой воды и различных наножидкостей. Значительное увеличение теплоотдачи наблюдалось для всех наножидкостей, но наибольшее значение соответствовало 4%-ной наножидкости CuO.

Changing the fluids themodynamic properties can sufficiently improve the efficiency of heat transfer equipment. One of the ways to achieve this is to add nanoparticles to a base fluid. The suspensions of fluids with different nanoparicles are being intensivly studied and assumed as innovative technic for heat transfer enhancement in many industrial applications. In this study Al2O3, TiO2 and CuO nanoparticles added to water were considered. The CFD study of nanofluids convection by using a single phase and multiphase model approaches was performed by Ansys Fluent software. The concentration of nanoparticles varied from 1 to 4%. The Reynolds number was equal to 1050, and the pipe geometry was assumed to be the same for all computations. The verification of results obtained for Al2O3 shows a good agreement with the data published by the other authors. The present work contains detailed analysis of temperature and velocity profiles at differenet cross-sections along the pipe. A special attention is paid to heat transfer characteristics and pressure losses computed for pure water flow and different nanofluids. A significant enhancement of heat transfer was observed for all nanofluids, but the highest value corresponded to 4% CuO nanofluid.