عنوان پایان‌نامه
سنتز نانو ذره و بررسی انتقال حرارت جوشش جریانی فروسرد نانو سیالات در فضای حلقوی عمودی
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی – فرآوری و انتقال گاز
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1369.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 60804
- تاریخ دفاع
- ۰۳ بهمن ۱۳۹۲
- دانشجو
- اردوان زنگنه
- چکیده
- نانوسیال یک سوسپانسیون کلوئیدی از ذرات در اندازه زیر 100nm می‌باشد که در آب یا حلال‌های آلی به‌عنوان سیال پایه پراکنده می‌شوند. در این مطالعه آزمایش‌های انتقال حرارت جوشش جریانی فروسرد در غلظت‌های بسیار پایین نانوذرات اکسید مس، اکسید روی و اکسید منیزیم در آب به‌عنوان سیال پایه و در فشار اتمسفریک انجام شد. این آزمایش‌ها در شرایط فروسردی مختلف (30 , 40 , 50 ? C) و شارهای جرمی مختلفی (35 , 50 , 70 kg/m2.s) هم برای آب خالص و هم برای نانوسیالات مختلف انجام شد. هر دسته آزمایش شامل دو مرحله جابجایی تک‌فازی و جوشش جریانی برای جریان لایه‌ای و در فضای حلقوی بین دو استوانه بود. نتایج آب خالص به‌منظور اطمینان از صحت داده‌ها با معادله چن مقایسه شدند و با 10/84% خطای معقولی به‌دست آمد. به‌دلیل نبود نتایج یکپارچه در این زمینه تصمیم گرفته شد نانوذرات مختلف در غلظت‌های متفاوت در شرایط عملیاتی یکسان مورد بررسی قرار گیرد. بالاترین درصد افزایش مربوط به مکانیزم جابجایی تک‌فازی مربوط به اکسید منیزیم در غلظت 0/02%vol. به مقدار 16/1% می‌باشد. در مکانیزم جوشش نیز غلظت 0/02%vol. اکسید منیزیم با 14/3% افزایش بهترین عملکرد را دارد. بدترین عملکرد در این بخش نیز مربوط به غلظت 0/005%vol. اکسید مس است که تقریبا 10% ضریب انتقال حرارت جوششی را کاهش داده است. از میان نانوذرات اکسید روی که به روش‌های مختلفی سنتز‌شده‌اند نیز نمونه ZnO (2) تقریبا بهترین عملکرد را هم در جابجایی تک‌فازی و هم جوشش جریانی به ترتیب با 11/18% و 8/14% افزایش دارد.
- Abstract
- Nanofluid is a colloidal suspension containing nanometer-sized particles dispersed in an aqueous or organic base fluid. In this study, subcooled flow boiling heat transfer experiments of aqueous nanofluids with low concentrations of CuO, ZnO and MgO at the atmospheric pressure is conducted. These experiments are performed at several subcooling conditions and mass fluxes for both pure water and different kinds of nanofluids. Each experiment includes two mechanisms of single-phase convection and flow boiling for laminar flow in annular space. For data validation, pure water experiment results were compared with Chen equation and it was reported by an appropriate error rate of 10.84% . Because of incongruent results, we decided to use several kinds of nanofluids with various concentrations at a specific operational condition. In the mechanism of single-phase convection, MgO has the highest increment rate of 16.1% at the concentration of 0.02%vol.. In the flow boiling mechanism of 0.02%vol. magnesium oxide again had the best performance by 14.62%. Concentration of 0.005%vol. of copper oxide had the worst performance and deteriorated boiling heat transfer coefficient by about 10%. Among the zinc oxide nanoparticles that synthesized by different metheds, ZnO (2) had the best performance at both mechanisms.
