Evaluation Of Thermophysical Properties, Friction Factor And Heat Transfer Of Alumina Nanofluid Flow In Tubes

Table 2.2 Empirical constants for Al2O3-water, Hosseini et al. (2010). 
m 
α 
β 
γ 
0.72  −0.485  14.94  0.0105 
 
Mintsa et al. (2007a) measured viscosity of Al2O3-water (particle diameter of 36 nm and 
47  nm)  and  CuO-water  (particle  diameter  of  29  nm)  nanofluids  using  a  piston  type 
calibrated  viscometer  with  a  heating  jacket.  The  measurement  is  based  on  the  Couette 
flow inside a cylindrical measurement chamber.  The piston is submerged in the sample 
and  time  for  the  piston  to  complete  a  cycle  under  an  alternating  magnetic  force  is 
calibrated in terms of fluid viscosity with an accuracy of ±1% for the range of 0–20 cP. 
They observed that the viscosity increases with increasing particle concentration. For 47 
nm alumina-water nanofluid, the relative viscosity increased from 1.12 to 1.6 to 3.0, and 
then to approximately 5.3 for particle concentration increasing from 1% to 4% to 9%, and 
finally to 12%. For 36 nm alumina-nanofluid similar tendency was observed. They also 
found  out  that  for  relatively  same  concentration  of  nanoparticles,  the  viscosity  of 

---

27 
 
nanofluid with 36 nm particle size are lower than for nanofluid with 47 nm particle size. 
This  difference  was  found  to  me  more  prominent  for  volume  fraction  higher  than  5%. 
With  temperature  they  observed  that  the  gradient  of  viscosity  vs.  temperature  is 
maximum around 22 to 40°C. They also found out that the gradient is much steeper for 
higher particle fraction. They also developed a correlation for the viscosity of nanofluid 
for 4% particle concentration as a function of the viscosity of base fluid and temperature 
and is give n as 
 
(2.22) 
 
where 
μ
nf
  is  the  viscosity  of  nanofluid, 
μ
bf
  is  the  viscosity  of  base  fluid,  and 
T
  is  the 
temperature in °C. 
They also observed that after certain temperature, the viscosity curve is almost flat with 
an increase in temperature. They also mentioned a critical temperature above which if a 
nanofluid is cooled, a hysteresis effect on viscosity is observed (see Figure 2.4). 
 

---

28