12734

12734

مطالعه تجربي- عددي انتقال گرما در جريان داخلي نانوسيال جهت توسعه و بهبود روش انتشار گرمايي در رژيم جريان لايه اي

دكتري

مكانيك - تبديل انرژي

بهمن¬ماه 1392

بهمن¬ماه 1392

دكتر سيد مصطفي حسينعليپور

چكيده در اين مطالعه، مشخصه¬هاي جريان و انتقال حرارت نانوسيال در رژيم جريان لايه¬اي داخل لوله دايروي تحت شرط مرزي شار حرارتي ثابت به كمك روش عددي انتشار و همچنين به صورت آزمايشگاهي مورد ارزيابي قرار گرفته است. مدل جديدي براي ضريب هدايت حرارتي انتشار ارائه مي¬شود كه در آن، غلظت ذرات به صورت غير يكنواخت اعمال مي¬گردد. توزيع غلظت ذرات با در نظر گرفتن عوامل مؤثر روي مهاجرت ذرات يعني نرخ برش غير يكنواخت، گراديان لزجت و نفوذ براوني به دست مي¬آيد. همچنين در اين مدل، گراديان سرعت نيز لحاظ مي¬شود. در كنار مطالعه عددي، مطالعه آزمايشگاهي نيز براي اندازه¬گيري ضريب انتقال حرارت جابجايي و افت فشار نانوسيال انجام مي¬شود و دستگاه¬هايي براي اندازه¬گيري اين پارامترها و همچنين ضريب هدايت حرارتي و لزجت نانوسيال ساخته شدند. ذرات به صورت غير يكنواخت در مقطع لوله توزيع مي¬شوند به گونه¬اي كه مقدار غلظت از ديوار به سمت مركز لوله افزايش مي¬يابد. اين توزيع با افزايش عدد رينولدز، غلظت متوسط و اندازه ذرات غير يكنواخت¬تر مي-شود. نتايج براي ضريب انتقال حرارت جابجايي نشان مي¬دهند كه تطابق خوبي بين نتايج روش عددي مورد استفاده و نتايج آزمايشگاهي وجود دارد؛ اعمال توزيع غير يكنواخت غلظت موجب افزايش دقت نتايج مدل انتشار مي¬شود كه اين امر در اعداد رينولدز و غلظت¬هاي بالاتر به وضوح بيشتري ديده مي¬شود. به علاوه، توزيع غير يكنواخت ذرات به دليل بالا بردن لزجت در نواحي مركزي، پروفيل سرعت را مسطح¬تر مي¬كند كه در غلظت-هاي بالاتر آشكارتر است. ميزان خنك¬كاري سطح لوله براي ذرات ريزتر شديدتر مي¬باشد. افت فشار به دست آمده از روش انتشار كه در آن از توزيع غير يكنواخت غلظت استفاده شده به نتايج آزمايشگاهي نزديك است، اما اعمال توزيع يكنواخت غلظت در اين مدل، ميزان افت فشار را بالاتر از نتايج آزمايشگاهي ارائه مي¬دهد. همچنين، اثر افزودن نانوذرات روي افت فشار در اعداد رينولدز پايين¬تر بارزتر است. واژه‌هاي كليدي: نانوسيال، انتقال حرارت، مدل انتشار گرمايي، مهاجرت ذرات، توزيع غير