عنوان پایان‌نامه
بررسی تجربی افت فشار و الگوی جریان در جوشش جابجایی اجباری نانو سیال
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TJ 1252;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 68448
- تاریخ دفاع
- ۰۸ بهمن ۱۳۹۳
- دانشجو
- محمدرضا مومنی فر
- استاد راهنما
- محمدعلی اخوان بهابادی, پدرام حنفی زاده
- چکیده
- مطالعه حاضر در سه بخش مجزا انجام می شود. بخش اول به بررسی افت فشار و الگوی جریان در جوشش جابجایی اجباری مبرد هیدروکربنی ایزوبوتان ( HC-R600-a )، می پردازد. بخش دوم افت فشار ناشی از مخلوط این مبرد با روغن را بررسی می نماید و نهایتا در بخش سوم، افت فشار نانو مبرد–روغن مورد مطالعه قرار می گیرد. در این مطالعه تجربی، اثر پارامترهای مختلفی همچون سرعت جرمی، کیفیت بخار، غلظت روغن و غلظت نانو ذرات بررسی می گردد. برای این منظور یک بستر آزمایشگاهی با لوله های مسی (قطر داخلی mm 7/8) افقی و شامل کلیه ابزارهای اندازه گیری لازم، طراحی، ساخته و نصب گردید و صحت و دقت آن با مقایسه نتایج بدست آمده با روابط تجربی موجود تایید شد. محدوده سرعت جرمی مبرد 385-130، محدوده فشار bar 6-5، محدوده کیفیت بخار 78/0-04/0 و محدوده شار حرارتی 88/26-08/10 می باشد. در بخش مبرد خالص، صحت روابط و مدل های موجود در افت فشار و الگوی جریان که غالبا برای مبردهای غیر هیدروکربنی بدست آمده اند، مورد بررسی قرار گرفت. در بخش مخلوط مبرد و روغن اثر غلظت روغن در شرایط مختلف آزمایشگاهی بر افت فشار در جوشش جابجایی اجباری بررسی گردید و نهایتا در بخش جوشش نانو مبرد –روغن اثر اضافه کردن نانو ذرات بر افت فشار در جوشش جریانی نانو مبرد -روغن مورد مطالعه قرار گرفت. در این مطالعه، رابطه مولر – اشتایهاگن و هک داده های افت فشار اصطکاکی مبرد خالص را در محدوده 15±% تخمین می زند که از این نظر بهترین رابطه از میان رابطه های بررسی شده برای افت فشار مبرد می باشد. همچنین نقشه الگوی جریان کتان- تام – فاورات دارای بهترین تطابق با الگوی جریان مشاهده شده می باشد به طوری که 76 درصد الگوهای جریان مشاهده شده را پیش بینی می کند. واژه‌های کلیدی: جوشش، الگوی جریان، نانوسیال، جریان دوفاز، افت فشار، لوله افقی صاف، R600a
- Abstract
- In this study, pressure drop of R600a and mixture of this refrigerant with oil and nano oil under convective boiling conditions in horizontal tube was investigated. Also by setting visualization section, flow pattern behavior of pure R600a was captured. An empirical setup has been established with Copper tubes of 8.7 mm I.D. It consisted of a test evaporator which all the experiments were carried out on it. In addition, there was a pre-evaporator to achieve the required vapor qualities. A post-condensor was used to compress liquid before entering the pump. Refrigerant which flows inside the tube of evaporators is electrically heated by the coils around it. The experiments were carried out for mass velocities from 130 kgm-2s-1 to 385 kgm-2s-1 and vapor qualities from approximately 4% to 78 %. The results show that the pressure drop increases for a given mass velocity and vapor quality, as the concentration of oil and nano oil increases. Also, pressure drop increases by increase of mass velocity and vapor quality for all fluids. In this test conditions three flow pattern was observed including Intermittent, Annular and Stratified-wavy. Results were compared with prevalent correlations and it was found that the Muller-Steinhagen and Heck (1986) was the best estimation for measuring pressure drop and Kattan-Thome-Favrat (1995) was the best flow pattern map. Keywords: Boiling, R600a, Pressure Drop, oil refrigerant, nano fluid
