عنوان پایان‌نامه
بررسی تجربی انتقال حرارت و افت فشار جریان نانو سیال در کانال های مستطیلی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2123;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 52989
- تاریخ دفاع
- ۱۵ اسفند ۱۳۹۰
- دانشجو
- محمدرضا نقوی
- استاد راهنما
- محمدعلی اخوان بهابادی
- چکیده
- در این نوشتار، به بررسی افزایش انتقال حرارت و افت‌فشار در اثر افزودن نانولوله‌های کربنی چندجداره (CNT) به روغن انتقال حرارت در لوله‌های مستطیلی با نسبت ابعاد مختلف خواهیم پرداخت. جریان از نظر هیدرودینامیکی توسعه یافته در نظر گرفته می شود اما از نظر حرارتی در طول ورودی خواهد بود.آزمایش‌ها برای غلظت‌های متفاوت نانوذرات در روغن پایه که در لوله‌های مستطیلی شکل با نسبت ابعادی 8, 4 ,2, 1= AR و هم‌چنین لوله ساده دایروی جریان داشتند، انجام گرفت که پارامتر سطح مقطع عبور سیال در آن‌ها ثابت فرض شد. سیال عامل این آزمایش‌ها، روغن انتقال حرارت HT-B به همراه سه نانوسیال روغن انتقال حرارت-MWCNT با غلظت?های جرمی05/0، 1/0 و 2/0 درصد انتخاب شده‌است. خصوصیات سیال پایه و نانوسیال ها از قبیل دانسیته، ویسکوزیته، ضریب هدایت حرارتی و ظرفیت گرمایی ویژه با دستگاه های دقیق اندازه گیری شدند. 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. هم‌چنین، نمودار افت فشار بر حسب رینولدز رسم شده است. افت فشار با افزایش غلظت نانوسیال به شکل چشمگیری افزایش می یابدکه در نسبت‌های ابعادی 4 و 8 مشهودتر است. هم‌چنین در بحث انتقال حرارت نمودار ضریب جابجایی بر حسب معکوس عدد گراتز ترسیم شده است. نتایج آزمایش‌ها نشانگر آن بود که با افزایش نسبت ابعادی و هم‌چنین بالارفتن درجه غلظت نانوذرات، انتقال حرارت افزایش می‌یابد که این افزایش در غلظت‌های بالا و مقادیر بالای عدد گراتز به وضوح مشخص است.
- Abstract
- In this study heat transfer and pressure drop augmentation of HT-B oil / carbon nanotubes nanofluid laminar flow is being investigated inside rectangular tubes. The flow is considered hydrodynamically developed, but thermally developing so it is in thermal entrance region. Nanofluids with 0.05, 0.1, and 0.2 weight percent concentrations are studied flowing inside five test sections including a circular tube of 14.5 mm diameter and four rectangular tubes with aspect ratio of 1, 2, 4, and 8. 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 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 increases considerably as nanoparticle concentration in base fluid increases. On the other hand pressure drop increase is observed as tube aspect ratio is increased. Discussing heat transfer Nusselt number is plotted against Graetz number inversed. The results show that heat transfer enhancement is desirable as nanofluid concentration or aspect ratio degree is increased. At last thermal performance of using nanofluid or rectangular tubes is investigated by a certain criterion.
