عنوان پایان‌نامه
بررسی تجربی افزایش انتقال حرارت نانو سیال در لوله افقی میکرو فین دار
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1487;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 40242
- تاریخ دفاع
- ۳۰ بهمن ۱۳۸۷
- دانشجو
- محمد قزوینی
- استاد راهنما
- محمدعلی اخوان بهابادی, مهرداد رئیسی دهکردی
- چکیده
- در این پایان نامه، افزایش انتقال حرارت در اثر افزودن نانوذرات الماس به روغن موتور در ناحیه ورودی حرارتی، بصورت تجربی مورد بررسی قرار گرفت. دو نوع لوله صاف و میکروفین دار به عنوان بخش آزمایش جهت بررسی انتقال حرارت جابجایی استفاده شد. بخش آزمایش توسط المنت های حرارتی تحت شار حرارتی یکنواخت خارجی قرار داشتند. خصوصیات ترموفیزیکی این سیالات شامل چگالی، ظرفیت گرمایی ویژه، ضریب هدایت حرارتی و ویسکوزیته بصورت آزمایشگاهی اندازه گیری شد. بعلاوه، ضریب انتقال حرارت جابجایی و عدد ناسلت روغن موتور پایه و چهار نانوسیال در شارهای حرارتی مختلف و در اعداد رینولدز مختلف، با استفاده از دستگاه آزمایش اندازه گیری و محاسبه شد. نتایج آزمایشات نشان داد که افزودن نانوذرات باعث افزایش چگالی و ویسکوزیته روغن موتور پایه شده و تأثیر نسبتا کمتری روی ظرفیت گرمایی آن دارد. افزایش ضریب هدایت حرارتی در اثر افزودن نانوذرات الماس چشمگیر بود و به 35% در بیشترین حالت رسید. در بخش انتقال حرارت جابجایی نیز مشاهده شد که برای لوله های صاف و میکروفین دار افقی، با افزایش شار حرارتی، ضریب انتقال حرارت افزایش می یابد. ضمن اینکه افزایش عدد رینولدز و در نتیجه عدد پکلت باعث بیشترشدن انتقال حرارت می گردد. همچنین مشاهده شد که افزودن نانوذرات بطور قابل توجهی ضریب انتقال حرارت را افزایش می دهد. بگونه ای که حداکثر این افزایش 64% و 55% بترتیب برای لوله های صاف و میکروفین دار متعلق به نانوسیال دو درصد جرمی بوده است. در پایان با استفاده از ارزیابی عملکرد صورت گرفته مشخص شد که استفاده از نانوسیال درون لوله صاف بصرفه تر از لوله میکروفین دار است.
- Abstract
- This dissertation experimentally examines the heat transfer enhancement in thermal entrance region of tubes due to the addition of diamond nanoparticles to the engine oil. A plain tube as well as a microfin tube was used as the test section. They were heated by an electrical coil heater to produce a constant heat flux. 20W50 engine oil and four nanofluids with 0.2, 0.5, 1 and 2 percent weight fractions were utilized as the working fluids. Thermophysical properties of these fluids including density, specific heat capacity, thermal conductivity and viscosity were experimentally measured. In addition, using the experimental set-up, convective heat transfer coefficient and Nusselt number of the engine oil and the four nanofluids were calculated at different Reynolds numbers and heat fluxes. Results showed that the addition of nanopowders increases the density and the viscosity of the engine oil but has less effect on the heat capacity. Moreover, it has a significant effect on thermal conductivity of the engine oil and increases the conductivity by about 35% at most. In convective heat transfer experiments, it was observed that for horizontal plain and microfin tubes, with increasing heat flux and Reynolds number, heat transfer coefficient increases. It was also observed that utilizing nanopowders enhances heat transfer. The highest heat transfer enhancement was about 64% and 55% for plain and microfin tube, respectively. Finally, a performance evaluation analysis showed that use of nanofluids is more efficient in plain tube than in microfin tube.
