عنوان پایان‌نامه
بررسی تجربی انتقال حرارت و افت فشار جریان نانو سیال در لوله های تخت شده به صورت پریودیک
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2143;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 53561
- تاریخ دفاع
- ۲۳ شهریور ۱۳۹۰
- دانشجو
- احمدرضا سجادی دهکردی
- استاد راهنما
- فرشاد کوثری
- چکیده
- در این پژوهش به معرفی و بررسی رفتار حرارتی و هیدرودینامیکی لوله های متناوبا تخت، با مقاطع عمود بر هم پرداخته شده است. همچنین تاثیر استفاده از نانوسیال در میزان انتقال حرارت جابجایی اجباری و افت فشار لوله های متناوبا تخت مطالعه و با نتایج لوله های دایره ای و تخت مورد مقایسه قرار گرفته است. آزمایشات در محدوده عدد رینولدز 5000 تا 30000 و تحت شرایط مرزی دما ثابت انجام شده اند. سیال پایه آب خالص و نانوذرات مورد آزمایش اکسید آلومینیوم در غلظت حجمی یک و دو درصد بوده اند. خواص ترموفیزیکی سیالات مورد آزمایش از قبیل چگالی، ویسکوزیته، ضریب هدایت حرارتی و ظرفیت گرمای ویژه با دستگاه های دقیق و در گستره دمایی 30 تا 90 درجه سانتیگراد اندازه گیری شده اند. نتایج نشان می دهند میزان انتقال حرارت و افت فشار لوله های متناوبا تخت نسبت به لوله های دایره ای بیشتر است و با افزایش تعداد گام ها در یک طول ثابت از لوله، انتقال حرارت و افت فشار هر دو افزایش می یابند. همچنین مشاهده می شود استفاده از ذرات نانو باعث افزایش انتقال حرارت جابجایی و افت فشار می شود و با بالاتر رفتن غلظت حجمی نانوذرات افت فشار و انتقال حرارت افزایش می یابند. در نهایت عملکرد(بازده) انواع لوله ها با انواع سیالات مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند استفاده از لوله های متناوبا تخت با مقاطع عمود بر هم باعث افزایش عملکرد نسبت به لوله های تخت معمولی می شود. با افزایش تعداد گام ها در یک طول ثابت عملکرد بهبود می یابد. مشاهدات نشان می دهند استفاده از نانوذرات در غلظت های مورد مطالعه باعث افت عملکرد انواع لوله ها می شود. با افزایش غلظت نانوذرات بازده کاهش می یابد.
- Abstract
- This study is an introduction and investigation of thermodynamical and hydrodynamic characteristics of alternative flattened tubes with perpendicular cross sections. Besides, the effect of using nanofluids on forced heat transfer and pressure drop of these types of tubes have been compared with those of circular and fully flattened tubes. Experiments have been conducted over Reynolds numbers of 5000 to 30000 and constant wall temperature. Base fluid was pure water and aluminum oxide nanoparticles with volumetric concentrations of 1% and 2% were used. Thermophysical properties of nanofluids measured accurately over temperature range of 30 to 90 degree of Celsius. It has been found out that both heat transfer and pressure drop are higher in FDTs than circular tubes and these characteristics will increase with the increase of pitches in a fixed length of tube. Also it has been observed that the use of nanoparticles will boost convective heat transfer and pressure drop and higher concentration of nanoparticles leads in higher heat transfer and pressure drop. Finally overall efficiency of different types of tubes with different types of fluids has been investigated. Alternating flattened tubes have better performance rather than regular flattened tubes and increase of pitches enhances the overall efficiency. On the other hand, the use of nanoparticles in concentrations which have been studied reduced overall efficiency; and higher concentration results lower efficiency.
