عنوان پایان‌نامه
بررسی تجربی انتقال حرارت و افت فشار جریان نانو سیال در لوله های افقی تخت در شرایط دمای دیواره ثابت
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1948;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 49101
- تاریخ دفاع
- ۲۹ تیر ۱۳۹۰
- دانشجو
- داریوش آشتیانی
- استاد راهنما
- محمدعلی اخوان بهابادی
- چکیده
- در این پژوهش افزایش انتقال حرارت جریان نانوسیال روغن انتقال حرارت نانولوله های کربنی در لوله های تخت شده به همراه تغییرات افت فشار آنها مورد بررسی تجربی قرار گرفته است. جریان از نظر هیدرودینامیکی توسعه یافته در نظر گرفته می شود اما از نظر حرارتی در طول ورودی خواهد بود. نانوسیال با غلظت های 1/0، 2/0 و 4/0 درصد جرمی و لوله ها با 5 مقطع دایروی با قطر داخلی 5/14 میلیمتر و تخت شده با ارتفاع های داخلی 4/13، 7/11، 6/10 و 6/8 مورد آزمایش قرار گرفتند. خصوصیات سیال پایه و نانوسیال ها از قبیل دانسیته، ویسکوزیته، ضریب هدایت حرارتی و ظرفیت گرمایی ویژه با دستگاه های دقیق اندازه گیری شدند. این داده ها به منظور محاسبات انتقال حرارت و افت فشار مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که دانسیته، ویسکوزیته و ضریب هدایت حرارتی برای نانوسیالات نسبت به سیال پایه بیشتر است اما ظرفیت حرارتی ویژه کاهش می-یابد. برای افت فشار نمودار بر حسب رینولدز رسم شده است در حالی که پارامتر افت فشار در محور عمودی از تقسیم افت فشار به مجذور ویسکوزیته ی سینماتیکی به دست می آید. افت فشار با افزایش غلظت نانوسیال به شکل چشمگیری افزایش می یابد. از طرف دیگر با افزایش درجه ی تخت شدگی لوله، افزایش افت فشار کاملا مشهود است. در بحث انتقال حرارت نمودار عدد ناسلت بر حسب عدد پکلت ترسیم شده است. نتایج حاکی از آن است که افزایش خوبی در انتقال حرارت با افزایش غلظت نانوسیال و همچنین افزایش درجه ی تخت شدگی لوله دیده می شود که از نظر اندازه با هم قابل مقایسه اند. در نهایت عملکرد حرارتی استفاده از نانوسیال و لوله ی تخت شده با یک معیار مورد بررسی قرار گرفته است.
- Abstract
- In this study heat transfer and pressure drop augmentation of HT-B oil / carbon nanotubes nanofluid laminar flow is being investigated inside flattened tubes. The flow is considered hydrodynamically developed, but thermally developing so it is in thermal entrance region. Nanofluids with 0.1, 0.2, and 0.4 weight percent concentrations are studied flowing inside five test sections including a circular tube of 14.5 mm diameter and four flattened tubes with inside diameters of 13.4, 11.7, 10.6, and 8.6 mm. base fluid and nanofluid properties like density, viscosity, conduction heat transfer coefficient, and specific heat capacity have been measured by means of accurate apparatuses. The acquired properties data have been used for heat transfer and pressure drop calculations. The results show that density, viscosity, and thermal conductivity for nanofluids are greater than those of base fluid, but specific heat decreases as nanoparticle concentration increases. For pressure drop horizontal axis is Reynolds number and vertical axis is pressure drop parameter which is obtained by dividing pressure drop by kinematic viscosity squared. Pressure drop goes up considerably as nanoparticle concentration in base fluid increases. On the other hand pressure drop increase is observed as tube profile becomes more flattened. Discussing heat transfer Nusselt number is plotted against Peclet number. The results show that heat transfer enhancement is desirable as nanofluid concentration or tube flattening degree is increased. At last thermal performance of using nanofluid or flattened tubes is investigated by a certain criterion.
