5549

06 - 671 مكانيك

بررسي اثر ضخامت محيط متخلخل و كاربرد همزمان نانوسيال در انتقال حرارت در يك محفظه مربع شكل

كارشناسي

مكانيك

1395

دكتر سياوشي

1395/11/20

محمدحسام طوسي

در اين پروژه انتقال حرارت به روش جابجايي آزاد براي نانوسيال آب مس درون يك محفظه¬ي نيمه متخلخل مورد بررسي و تحقيق قرار گرفته است. هدف اصلي به دست آوردن حالتي با بيشترين نرخ انتقال حرارت و عدد ناسلت بوده است. نانوسيال استفاده شده از آب و نانوذرات مس تشكيل شده است كه براي حل عددي و شبيه¬سازي آن از مدل دوفازي مخلوط استفاده شده است. همچنين براي شبيه¬سازي فضاي متخلخل از مدل دارسي-برينكمن-فرشيمر استفاده شده است. تأثير پارامترها و اعداد بي¬بعد مؤثر در مسئله از جمله اعداد رايلي و دارسي، كسر حجمي نانوذرات و ضخامت نسبي قسمت متخلخل به صورت كامل مورد بررسي قرار گرفته اند. مطابق نتايج مشخص شده است كه در حالت محفظه غير متخلخل، براي اعداد رايلي بزرگ كه جابجايي آزاد به اندازه كافي شدت دارد، يك كسر حجمي بهينه براي نانوسيال وجود دارد كه در آن كسر حجمي انتقال حرارت بيشينه باشد. همچنين نتايج اين پژوهش براي حالت¬هاي متخلخل نشان مي¬دهند كه به كار بردن نانوسيالات نمي‌تواند در هر حالتي نتيجه مناسبي را در افزايش انتقال حرارت ايجاد كند بلكه بسته به شرايط جرياني مختلف، به كار بردن نانوسيالات مي¬تواند تأثير افزايشي و يا كاهشي بر نرخ انتقال حرارت داشته باشد. در بخش ديگري از نتايج تاثير عدد دارسي مورد بررسي قرار گرفته است كه در واقه نشان مي¬دهد كه هرچه عدد دارسي كمتر باشد يعني نفوذپذيري كمتر خواهد بود و باعث غلبه¬ي هدايت حرارتي بر جابجايي آزاد مي شود در نتيجه در چنين حالاتي تاثير ضخامت محيط متخلخل بر انتقال حرارت از تاثير كسر حجمي نانوذرات بيشتر است. در نهايت از نتايج اين كار مشاهده شده است كه يك ضخامت نسبي بهينه براي قسمت متخلخل محفظه وجود دارد كه در آن ضخامت انتقال حرارت و عدد ناسلت كه نشان¬دهنده¬ي آن است، به بيشينه مقدار خود دست خواهد يافت.

انتقال حرارت جابجايي آزاد(طبيعي)، نانوسيال، محيط متخلخل، مدل دوفازي، مدل دارسي-برينكمن-فرشيمر، عدد رايلي، عدد دارسي، ضخامت نسبي بهينه براي محفظه¬ي قسمتي-متخلخل