عنوان پایان‌نامه
بررسی عددی ضرایب انتقال حرارت وافت فشار برای نانو سیالات مختلف در جریانهای آرام ودرهم
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1394;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 38677
- تاریخ دفاع
- ۱۳ شهریور ۱۳۸۷
- دانشجو
- مصطفی مقدمی
- استاد راهنما
- مهرداد رئیسی دهکردی
- چکیده
- در این پایان نامه اثر افزودن نانوذرات اکسید آلومینیوم ( ) در افزایش انتقال حرارت جریان آب درون لوله تحت شرایط حرارتی دما ثابت و شار ثابت در جریان های آرام و درهم بررسی می شود. دو مدل مختلف برای شبیه سازی نانوسیال به کار رفته است. مدل اول که مدل ساده تری می باشد تنها اثر درصد حجمی نانوذرات را بر روی خواص نانوسیال در نظر گرفته است. مدل دوم مدلی است که در آن اثر حرکت بروانی (Brownian motion) نانوذرات در نظر گرفته شده است و با در نظر گرفتن این پدیده فیزیکی خواص نانوسیال به دما وابسته شده است. نتایج عددی با استفاده از یک کد عددی دو بعدی حجم محدود بدست آمده است. میدان فشار با استفاده از روش متداول SIMPLE حل شده است. و برای حل جریان درهم از مدل دو معادله‌ای استفاده شده است. مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج آزمایشگاهی موجود برای انتقال حرارت جابجایی نشان می دهند که مدل اول مقدار انتقال حرارت را کم پیش بینی می کند، در حالیکه مدل دوم که اثر حرکت براونی را در نظر می گیرد میزان انتقال حرارت را به صورت صحیح پیش بینی می کند. علاوه بر این مدل اول میزان افت فشار را به صورت قابل توجهی زیادتر از مدل اول پیش بینی می کند. نتایج نشان می دهد که افزودن نانوذرات میزان انتقال حرارت را به میزان چشمگیری افزایش می دهد. کمترین افزایش انتقال حرارت 10% بوده است برای زمانیکه درصد حجمی نانوذرات 1%( ) و بیشترین افزایش حدود 30% پیش بینی شده است برای . همچنین مشاهده شد که استفاده از نانوسیالات در اعداد رینولدز پایینتر اقتصادی تر است.
- Abstract
- This dissertation examines the effects of adding nanoparticles on the heat transfer enhancement of water flow through circular pipes either under constant wall temperature or uniform wall heat flux thermal boundary condition for laminar and turbulent flows. Two nanofluid models are employed for simulations. The first model (simpler model) is developed by Maiga et al. [2004], while the second model, which considers the Brownian motion of nanoparticles, is proposed by Koo and Kleinstreuer [2004] based on experimental data of Das et al. [2003]. The numerical results are obtained using a 2D finite-volume code. The pressure field is obtained with the SIMPLE algorithm. Two equations model is used to investigate turbulent flow. Comparisons of numerical results with experimental data of Zeinali et al. [2007] and Pak and Cho (1998) showed the first model (simpler model) underpredicts the heat transfer levels, whilst the second model, returns correct heat transfer levels. Moreover, the first model predicts higher pressure drop than the second model. As expected, the addition of nanoparticles enhances the heat transfer. The lowest heat transfer enhancement is about 10% for , while the highest is around 30% for . It is also found the use of nanofluids for heat transfer enhancement is more efficient at lower Reynolds numbers.
