33032

بررسي تجربي و عددي اثر نانوپوشش بر روي بستر فلزي براي بهبود انتقال حرارت جابه‌جايي

كارشناسي ارشد

مهندسي خودرو - قواي محركه خودرو

1400

1403/07/15

دكتر علي قاسميان مقدم

دكتر علي قاسميان مقدم

خودرو

خنك‌كاري و انتقال حرارت همواره از چالش‌هاي پيشروي بشر بوده و هست. اين موضوع اهميت ويژه‌اي در موارد بسياري مانند تجهيزات الكترونيكي، خودرو‌ها و... دارد. از سوي ديگر يكي علم مهندسي سطوح و مواد در دهه‌هاي اخير پيشرفت‌هاي بسياري را به خود ديده است. ازاين‌رو در اين پژوهش تلاش شد تا با به‌كارگيري روش‌ تحقيق آزمايشگاهي و تجربي، اثر دو نمونه از نانوپوشش‌ها بر روي ميزان انتقال حرارت جا‌به‌جايي بررسي شود. در بخش آزمايشگاهي يك مجموعه تونل باد و تجهيزات اندازه‌گيري براي ايجاد جريان كنترل‌شده و يكنواخت سيال طراحي و ساخته شد. از سوي ديگر با‌توجه‌به مسئله و تحقيقات، دو نوع پوشش الكترولس نيكل و آندايز اكسيد آلومينيوم براي بررسي اثر آن‌ها بر انتقال حرارت انتخاب شدند و اين دو پوشش بر روي سطوح هيت‌سينك‌هاي آلومينيومي كاملاً يكسان از نظر هندسه اعمال شدند. در نهايت نيز باتوجه‌به نتايج، ميزان تغييرات انتقال حرارت جا‌به‌جايي حاصل شده محاسبه و براي ايجاد درك بهتر اهميت آن به‌صورت رسانايي حرارتي معادل بيان شدند. همچنين باتوجه‌به آزمايش تجربي يك شبيه‌سازي سه‌بعدي نيز انجام شد و نتايج آن به‌وسيله آزمايش تجربي اعتبارسنجي شد. نتايج حاصل از اين پژوهش نشان‌دهنده افزايش ضريب انتقال حرارت جا‌به‌جايي پوشش الكترولس نيكل به ميزان 7/82 درصد و كاهش آن براي پوشش آندايز اكسيد آلومينيوم به ميزان 1/10 درصد مي‌باشد. همچنين با معادل‌سازي اين تغييرات و ارائه آن به‌عنوان رسانايي حرارتي معادل، نتايج حاصل نشان‌دهنده افزايش 66/86 درصدي در رسانايي حرارتي معادل در پوشش الكترولس نيكل و كاهش 5/90 درصدي آن براي پوشش آندايز اكسيد آلومينيوم مي‌باشد.

1403/11/30

Experimental and numerical investigation on the effect of nano coating on metallic substrate to improve convection heat transfer

10/6/2025 12:00:00 AM

Cooling and heat transfer has always been one of the challenges of human progress. This issue is particularly important in many cases such as electronic equipment, cars and so on. has On the other hand, the science of surface and material engineering has seen many advances in recent decades. Therefore, in this research, an attempt was made to investigate the effect of two samples of nanocoatings on the rate of displacement heat transfer by using laboratory and experimental research methods. In the laboratory section, a set of wind tunnel and measuring equipment was designed and built to create a controlled and uniform fluid flow. On the other hand, according to the problem and research, two types of electroless nickel and anodized aluminum oxide coatings were chosen to investigate their effect on heat transfer, and these two coatings were applied on the surfaces of aluminum heatsinks that are completely identical in terms of geometry.Finally, according to the results, the amount of displacement heat transfer changes obtained were calculated and expressed in the form of equivalent thermal conductivity to create a better understanding of its importance. Also, according to the experimental test, a three-dimensional simulation was also performed and its results were validated by the experimental test. The results of this research show an increase in the displacement heat transfer coefficient of electroless nickel coating by 7.82% and its decrease for aluminum oxide anodized coating by 1.10%. Also, by equating these changes and presenting it as equivalent thermal conductivity, the results show a 66.86% increase in equivalent thermal conductivity in electroless nickel coating and a 5.90% decrease in aluminum oxide anodizing coating.

نانوپوشش , تونل باد , انتقال حرارت جا‌به‌جايي , هيت‌سينك , انتقال حرارت

Nano coating , Wind tunnel , Convection heat transfer , Heat sink , Heat transfer

Mohammad Ghaedi Kachooee

Dr. Ali Qasemian Moqadam