عنوان پایان‌نامه
ارزیابی عملکرد جریان نانو سیال در لوله های خرطومی افقی از بعد از افزایش انتقال حرارت و افت فشار
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2092;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 52053;کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2092;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 52053
- تاریخ دفاع
- ۱۲ بهمن ۱۳۹۰
- دانشجو
- مجید کرمی
- استاد راهنما
- محمدعلی اخوان بهابادی
- چکیده
- در این پژوهش، انتقال حرارت و افت فشار جریان نانوسیال در لوله¬های خرطومی به طور تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. برای تهیه نانوسیال از روغن انتقال حرارت و نانولوله های کربنی استفاده شده است. این نانوسیالات در غلظتهای جرمی 05/0، 1/0 و 2/0 تهیه شده اند. خواص فیزیکی این نانوسیالات به کمک روشهای ابزار دقیق محاسبه شده و در این نوشتار گزارش شده است.جریان از نظر هیدرودینامیکی توسعه یافته در نظر گرفته می شود؛ اما از نظر حرارتی در طول ورودی قرار دارد. محدوده عدد رینولدز بین 100 تا 4000 می باشد؛ لذا این پژوهش در برگیرنده ی محدوده آرام و مغشوش است. از 3 لوله با قطرهای هیدرولیکی 89/11، 2/13، 51/15 میلیمتر استفاده شد. لوله ها در هر مقطع از 4 طرف خرطومی شده اند. عمق آنها 9/0، 1/1 و 3/1 میلیمتر است که دو نسبت عمق به قطر 07/0 و 1/0 را ایجاد می کنند. گام خرطومی شدن روی لوله ها 14 میلیمتر است که سه نسبت گام به قطر 9/0، 06/1 و 18/1 را ایجاد می کند. طول لوله 1200 میلیمتر است. شرط مرزی بررسی شده، دما ثابت است. یعنی در درون لوله ها، جریان نانوسیال برقرار است و سطح خارجی آنها در درون حمام بخار با دمای 95 درجه سلسیوس قرار دارد.نتایج به دست آمده، با نتایج به دست آمده از لوله های صاف مقایسه شده است. نتایج در سه دسته ی عمده ارائه شده اند. دسته ی اول انتقال حرارت بر حسب مشخصه ی جریان، دسته ی دوم افت فشار بر حسب مشخصه ی جریان و دسته ی سوم حرارت انتقال یافته بر حسب انرژی مورد نیاز برای به راه انداختن جریان. در این نتایج مشخص شد که افزودن نانوسیال انتقال حرارت را بین 4 تا 40 درصد افزایش می دهد. با افزایش غلظت نانوسیال، انتقال حرارت را افزایش می دهد. از طرف دیگر افت فشار نیز بین 6 تا 40 درصد افزایش پیدا می کند.خرطومی کردن لوله ها نیز بین 99 تا 137 درصد عدد ناسلت را افزایش می دهد. از طرف دیگر خرطومی کردن ضریب اصطکاک دارسی را تا حدود سه برابر افزایش می دهد.
- Abstract
- The forced convective heat transfer and pressure drop in horizontal corrugated tube have been experimentally investigated. The main aim was to examine combined passive techniques based on wall corrugation and adding nano-particles. Heat transfer oid and carbon nano-tubes were used to make nano-fluids. 3 mass concentrations of 0.05, 0.1 and 0.2 percent were applied. Physical characteristics of these nano-fluids have been measured and reported in present note.Flow is considered fully developed, hydrodynamically, but it is located in thermal entry length. Range of Reynolds number is from 100 to 4000, thus this investigation includes laminar and turbulent regimes.3 tubes corrugated from 4sides, with hydraulic diameters of 11.89, 13.2, and 15.51 millimeters were used. The depths of corrugations are 0.9, 1.1 and 1.3 millimeters which make 2 depth ratios of 0.07 and 0.1. The pitch of corrugation is 14 millimeters which make 3 pitch ratios of 0.9, 1.06 and 1.18. Length of the tubes is 1200 millimeters.Boundary condition of constant temperature has been investigated. Nano-fluid was flowing inside the tubes while the tubes were located inside a vapor bath with temperature of 95 °C. In this note, results obtained by experiments on corrugated tube are presented and are compared with those of straight tubes. Results may be categorized in 3 main types: first one concerning heat transfer, second one concerning pressure drop and third one concerning transferred heat vs. required energy for this transference. Results showed adding nano-paritcles augments Nusselt number from 4 to 40 percent, while it increases pressure drop from 6 to 40 percent. Corrugating the tubes also enhances Nusselt number from 99 to 137 percent, on the other hand it make f (Darcy’s friction factor) to rise 3 times.
