11770

11770

مدلسازي و شبيه سازي جريان توسعه يافته نانوسيال جاري درون لوله و بررسي اثر ته نشيني

كارشناسي ارشد

شيمي - طراحي، شبيه سازي و كنترل فرايندها

بهمن ماه 1391

بهمن ماه 1391

دكتركثيري

دكترحقيقي

چكيده نانوسيال ها در طي سالهاي اخير توجه زيادي را در زمينه انتقال حرارت به خود جلب كرده اند. افزايش ضريب هدايت حرارتي نانوسيال بيشتر از تقريبي است كه توسط تئوري هاي معمول مانند تئوري ماكسول و هميلتون كراسر پيش بيني مي شود. با افزودن درصد حجمي بسيار كم، معمولا كمتر از 5 درصد، ضريب هدايت حرارتي گزارش شده بسيار بيشتر از سيال پايه مي باشد. همچنين ضريب انتقال حرارت جابجايي نانوسيال بيشتر از سيال پايه مي باشد. هدف از اين تحقيق بررسي رفتار هيدروديناميكي و حرارتي جريان لمينار توسعه يافته نانوسيال جاري درون لوله و بررسي ميزان ته نشيني نانوذرات مي باشد. براي تحقق اهداف اين پروژه و به منظور بررسي رفتار هيدروديناميكي و حرارتي، نانوسيال بصورت سيال تك فاز در نظر گرفته شد و كليه معادلات حاكم با استفاده از روش حجم محدود حل شدند و با نرم افزار MATLAB شبيه سازي شده است. همچنين به منظور بررسي ميزان ته نشيني نانوذرات، نانوسيال بصورت دوفازي در نظر گرفته شد و معادلات پيوستگي، مومنتم و حرارت براي فاز سيال پايه حل شدند و براي بررسي ميزان جابجايي نانوذرات از برايند نيروهاي وارد بر نانوذره استفاده گرديد. نتايج نشان داد كه افزودن نانوذرات باعث افزايش ضريب انتقال حرارت جابجايي نانوسيال نسبت به سيال پايه مي گردد. همچنين با افزودن درصد حجمي نانوذرات اين افزايش بيشتر خواهد بود. اما در درصد حجمي ثابت هرچه اندازه ذرات كوچكتر باشد، اين افزايش در ضريب انتقال حرارت جابجايي بيشتر خواهد بود. همچنين نتايج نشان داد كه با افزودن نانوذرات به سيال پايه، پروفايل سرعت نسبت به سيال پايه خالص تخت تر مي شود.بررسي هاي انجام شده روي ميزان ته نشيني نانوذرات نشان داد كه براي جريان آرام نانوسيال در رينولدزهاي بالا و متوسط ميزان ته نشيني بسيار ناچيز مي باشد. همچنين نتايج شبيه سازي نشان داد كه ميزان جابجايي نانوذره نسبت به شعاع در رينولدزهاي 1800، 1000، 500 و 100 به ترتيب 5/0%، 8/0%، 1% و 6% مي باشد. واژه‌هاي كليدي: نانوسيال، عدد ناسلت، ته نشيني، سيمپلر