23362

تاثير ميدان مغناطيسي بر عملكرد لوله حرارتي هنگام استفاده از نانوسيال

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك-تبديل انرژي

1391

94/02/14

دكتر شجاعي فرد

مكانيك

در سالهاي پاياني قرن 19 لوله حرارتي به عنوان تكنولوژي جديد در زمينه سيستم هاي انتقال حرارت مطرح شد. لوله حرارتي در يك سيكل بسته كار ميكند كه در آن براي انتقال حرارت از يك نقطه به نقطه ديگر از مفهوم تبخير و كندانس يك سيال كاري متناسب با شرايط كاري استفاده ميشود. هر لوله حرارتي از سه بخش اصلي محفظه، ساختار فتيله اي و سيال كاري تشكيل ميشود كه بخار كندانس شده در ناحيه كندانسور توسط نيروي مويينگي ايجاد شده بوسيله ساختار فتيله اي به ناحيه اواپراتور بازگردانده ميشود. به دليل اينكه لوله هاي حرارتي در يك سيكل بسته دو فازي كار ميكند، ظرفيت انتقال حرارتشان چندين مرتبه بزرگتر از بهترين هادي هاي جامد مي باشد كه اين امر باعث كاهش مقاومت حرارتي آن ها مي شود. از اين رو امروزه لوله هاي حرارتي در خنك كاري قطعات الكترونيكي، تهويه مطبوع،كنترل گرمايي فضاپيماها، بازيابي انرژي و بسياري از صنايعي كه به نحوي با پديده انتقال حرارت سروكار دارند مورد استفاده قرار مي گيرد. از طرف ديگر روبرو شدن با ذخاير محدود انرژي و مواد و تغييرات نامطلوب آب و هوايي موجب شده است كه محققين بسياري درصدد دستيابي به استراتژي هاي جديد براي توليد، ذخيره و انتقال انرژي بربيايند. يكي از موثرترين روش هاي غير فعال پيشنهادي استفاده از نانوسيالات در زمينه هاي مختلف مهندسي مي باشد. نانوسيال سوسپانسوني است كه ذرات جامد در مقياس نانومتر در سيال پايه پخش شده است. هدايت حرارتي بالاي ذرات جامد موجب افزايش هدايت حرارتي موثر سيال پايه مي شود كه اين امر در نهايت موجب افزايش انتقال حرارت مي شود. از اين رو محققين بسياري در تحقيقات خود شروع به كاربرد نانوسيال به عنوان سيال كاري در لوله حرارتي نمودند كه نتايج مطلوبي از اين امر حاصل شده است. مطالعات انجام شده در سال هاي اخير نشانگر اين است كه اعمال ميدان مغناطيسي بر روي جريان هايي كه به نوعي خاصيت مغناطيسي دارند، در زمينه كنترل رژيم جريان و همچنين زمينه هاي مختلف انتقال حرارت از جمله جوشش، تبخير، كندانس و ... تاثير بسزايي دارد و موجب بهبود مشخصه هاي انتقال حرارت مي شود. از اين رو در تحقيق حاضر به بررسي عددي اثرات اعمال ميدان مغناطيسي در نواحي مختلف لوله حرارتي كه در آن از نانوسيال مغناطيسي به عنوان سيال كاري استفاده شده باشد، پرداخته شده است.

1400/01/23

Effect of magnetic field on performance of heat pipe when using nanofluid

5/4/2015 12:00:00 AM

In the last years of the 19th century, heat pipes emerged as a new technology in the field of heat transfer systems. The heat pipe operates in a closed cycle in which the concept of evaporation and condensation of a working fluid according to the working conditions is used to transfer heat from one point to another. Each heat pipe consists of three main parts: the chamber, the wick structure and the working fluid. The condensed steam in the condenser area is returned to the evaporator area by the capillary force created by the wick structure. Because the heat pipes operate in a closed two-phase cycle,their heat transfer capacity is several times larger than that of the best solid conductors, which reduces their thermal resistance. Therefore, today heat pipes are used in the cooling of electronic components, air conditioning, space control of spacecraft, energy recovery and many industries that somehow deal with the phenomenon of heat transfer. On the other hand, facing limited energy and material reserves and adverse climate change has led many researchers to pursue new strategies for energy production, storage and transmission. One of the most effective passive methods proposed is the use of nano fluids in various fields of engineering. Nanofluid is a suspension in which solid particles are dispersed at the nanometer scale in the base fluid. High thermal conductivity of solid particles increases the effective thermal conductivity of the base fluid, which ultimately increases heat transfer.Therefore, many researchers in their research began to use nanofluid as a working fluid in the heat pipe, which has yielded good results. Studies conducted in recent years show that the application of magnetic fields on currents that have a kind of magnetic properties, in controlling the current regime as well as various areas of heat transfer such as boiling, evaporation, condensation, etc. have a significant effect. And improves heat transfer characteristics. Therefore, in the present study, the effects of applying magnetic field in different areas of the heat pipe in which magnetic nanofluid has been used as a working fluid have been investigated numerically.

لوله حرارتي , نانوسيال , ميدان مغناطيسي

Heat Pipe , Nanofluid , magnetic field