23750

بررسي عددي ميزان بازدهي خنك‌كننده‌ ژنراتور ترموالكتريك پسيو توسط انواع مختلف نانوفلويد و با شكل‌هاي مختلف فين‌ها

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك

1399

99/11/26

دكتر زينب پورانصاري

مهندسي مكانيك

وسايل ترموالكتريك، وسايلي هستند كه با اتّكا به اثرات ترموالكتريك (اثر سيبك و اثر پلتير) قادر به تبديل اختلاف‌پتانسيل الكتريكي به اختلاف‌پتانسيل حرارتي و بالعكس مي‌باشند. اهميت مسئله انرژي در دهه‌هاي اخير و همچنين افزايش بيش‌ازحد آلاينده‌هاي زيست‌محيطي از طريق سوختن سوخت‌هاي فسيلي منجر شده است كه محققان، راهكارهايي براي طراحي سيستم‌هايي كه قابليت توليد انرژي را بدون استفاده از سوخت دارا مي‌باشند، به‌كارگيرند. ژنراتورهاي ترموالكتريك داراي قابليت تبديل اختلاف دما به انرژي الكتريكي مي‌باشند و يكي از مشكلات اساسي ژنراتورهاي ترموالكتريك بازدهي پايين آن‌ها است كه در اين پايان‌نامه به بررسي انواع مختلف ژنراتور ترموالكتريك و مقايسه‌ي آن‌ها و همچنين به شبيه‌سازي عددي انتقال حرارت در ترموسيفون يك نمونه‌ي غيرفعال آن پرداخته‌شده و افزايش بازدهي آن توسط راه‌هاي مختلف موردبررسي قرار مي‌گيرد. استفاده از نانوسيال در سيستم خنك‌كننده ي ترموسيفون– چاه حرارتي، تأثير قابل توجهي بر روي ميزان انتقال حرارت به‌دليل خواص حرارتي مناسب آنها مي‌گذارد. در چاه حرارتي، تأثير پين- فين با چيدمان پراكنده، سطح مقطع هاي مختلف و ارتفاع‌هاي مختلف پين- فين‌هاي مجاور نانوسيال مربوطه و ميزان انتقال حرارت متناظر با آنها بررسي مي‌شود. همچنين ساختاري پيشنهادي براي پيكربندي ترموسيفون- چاه حرارتي شبيه سازي شده و مزيت اين پيكربندي مورد بحث قرار مي‌گيرد. در سيستم هاي رايج ترموسيفون- چاه حرارتي، الزام قرار گيري مخزن ذخيره سيال در ارتفاعي بالاتر از سطح چاه حرارتي به منظور فراهم كردن نيروي لازم جهت گردش سيال امري غيرقابل انكار است. اين موضوع به عنوان محدوديتي را براي اين سيستم ها فراهم مي كند كه تا كنون مورد بررسي قرار نگرفته است. در مطالعه حاضر پيكربندي پيشنهادي ساختاري هم سطح براي چاه حرارتي و مخزن ذخيره را ارايه مي دهد، كه در مقايسه با نمونه هاي رايج آن از بازدهي بهتري نيز برخوردار است. در اين مطالعه تاثير ده ارتفاع مختلف فين و سه نانوسيال متفاوت بر روي ضريب انتقال حرارت جابه جايي، عدد ناسلت، ضريب اصطكاك پوسته، بازدهي حرارتي فين ها مورد بحث و بررسي قرار مي گيرد.

1399/12/04

Numerical Investigation of Natural Convection Cooling by Different Kind of Nanofluid on Thermoelectric Generator Performance with Different Fin Shapes

2/15/2022 12:00:00 AM

Thermoelectric devices can convert the electric potential difference to the potential thermal difference and vice versa, relying on thermoelectric effects (Seebeck and Peltier effect). The importance of the energy issue in recent decades and the excessive increase in environmental pollutants through the burning of fossil fuels have led researchers to devise solutions to step up energy efficiency systems that can produce energy without using the fuel. Thermoelectric generators can convert temperature difference to electrical energy, and one of the main problems is their low efficiency. Different thermoelectric generators are compared, and a numerical simulation of heat transfer in a thermosyphon was investigated. Increasing its efficiency is considered in different ways. Nanofluids in the thermosyphon-heatsink cooling system significantly affect heat transfer rate due to their proper thermal properties. In the heatsink, the effect of pin-fins with the staggered arrangement, different cross-sections, and different heights of adjacent pin-fines of the corresponding nanofluid and the subsequent heat transfer rate are investigated. Besides, a proposed structure for the thermosyphon-heatsink configuration is also simulated, and the advantages of this configuration are discussed.

ترموسيفون , حل پايا , اثر گرماي ژول , اثر پلتير , اثر سيبك , ژنراتور ترموالكتريك , نانوسيال