عنوان پایان‌نامه
بررسی تاثیر انتقال حرارت جت شیاری نانو سیال بر روی سطوح محدب
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2387;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 58854
- تاریخ دفاع
- ۲۰ اسفند ۱۳۹۱
- دانشجو
- ندا اصغری لفمجانی
- استاد راهنما
- مهدی اشجعی
- چکیده
- در سال های اخیر تحقیقات گسترده ای در زمینه بهبود انتقال حرارت در سیستم های خنک کاری انجام شده است. در این پایان نامه به بررسی ضریب انتقال حرارت جت صفحه ای نانوسیال بر سطح محدب گرم شده توسط هیتر پرداخته می شود. بدین منظور اثر افزایش دبی، تغییر غلظت نانوسیال، تغییر ارتفاع جت و نیز تغییر اندازه نانوذره بررسی می شود. در این راستا، ذرات SiO2 با قطر هفت نانومتر و چگالی ذرات kg/m3 2143 برای بررسی اثر غلظت در درصدهای حجمی 0/01، 0/1، 1 و 2 با ارتفاع ثابت mm10ونیز همین ذرات با درصدهای حجمی 0/1 و 1 برای بررسی اثر ارتفاع در سه ارتفاع mm5، mm10 و mm20، همچنین برای بررسی تاثیر اندازه نانوذرات، با همان چگالی و در درصدهای حجمی0/01، 0/1 و 1 ولی این بار با قطر nm14 به آب مقطر افزوده و تاثیرات این غلظت‌ها و اندازه‌های مختلف نانوذرات در پنج دبی مورد بررسی قرار می گیرد. در ادامه سطح محدب به کمک نرم افزارهای گمبیت و فلوئنت مدل سازی و مورد تجزیه تحلیل قرار می گیرد و در نهایت دو روش عددی و آزمایشگاهی باهم مقایسه می شوند. نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهند که با افزایش عدد رینولدز (افزایش دبی) همواره ضریب انتقال حرارت جابه جایی افزایش می یابد. و نیز افزودن نانوذرات SiO2 به خوبی نرخ انتقال حرارت را افزایش می دهد. به طوری که بیشترین نرخ افزایش 39/37% مربوط به درصد حجمی 2 در 1803=Re بوده است. همچنین افزایش قطر نانوذره باعث کاهش ضریب انتقال حرارت متوسط می شود. در بررسی ارتفاع جت مشخص شد که ارتفاع خیلی کم و خیلی زیاد باعث کاهش h می شود. این نتایج مبین این نکته نیز است که افزایش ضریب انتقال حرارت محلی توسط نانوسیال در نقطه سکون به مراتب بیشتر از نقاط دورتر است. با مطالعه عددی می توان دریافت که شبیه سازی عددی تا حد نسبتا خوبی نتایج آزمایشگاهی را تایید می کند. این در حالی است که ضریب انتقال حرارت محلی را در بیشتر نقاط بیشتر از نتایج آزمایشگاهی پیش بینی می کند. به‌طور کلی نتایج حاصل از هر دو روش در یک راستا بوده‌اند.
- Abstract
- In this experimental study, a slot jet of SiO2-Water nanofluid at various volume fractions (0.01, 0.1, 1, and 2%) impinges vertically downward on the middle of a concave heated plate for cooling purposes. In those volume fractions, the local and average convection heat transfer coefficient is measured and its value is compared with that of distilled water. The planar jet issued from a rectangular slot nozzle with a cross section of 1.6 mm width and length of 40 mm. The Reynolds number based on the nozzle width varried from 1800 to 2800. Constant heat-flux conditions ere employed at the concave Aluminum plate with ceramic heaters which are placed underneath. The concave Aluminum plate with a thickness of 0.2mm has a width of 40mm, an arc length of 130mm and a radius of 200m. The result shows that the local convection heat transfer coefficient is high at the impingement line and decreases with departures from it in all the cases. Also increasing the Reynolds number always provide a perceptible heat transfer enhancement. Results show that using TiO2-Water nanofluid at low volume fractions of 0.1% and 1% yield enhancements on both local and average heat transfer coefficients, and these positive effects increase with increasing Reynolds number. For nanofluids containing higher volume fractions of 2%, there are negative effects on the heat transfer coefficient in many cases. The maximum increase in the local heat transfer coefficients, as compared with those of water, are obtained in the case of nanofluid with volume fraction of 1% and Reynolds number of 1803, are 39.37% respectively.
