پديد آورنده :
عنصرسيار، رامين
عنوان :
شبيه سازي عددي انتقال حرارت جابه جايي نانوسيال غيرهمگن همراه با پديده هاي ترموفورسيس و حركت براوني
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي مكانيك
صفحه شمار :
چهارده، 85ص.: مصور
استاد راهنما :
محسن ثقفيان
استاد مشاور :
احمد صابونچي
استاد داور :
احمدرضا پيشه ور، محمدرضا سليم پور
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/01/18
چكيده فارسي :
چكيده در كار حاضككر جريان و انتقال حرارت نانوسككيال در رژيم آرام و جريان در حال توسككعه در جابهجايي اجباري آزاد و تركيبي در يك ك ك ك لولهي عمودي مورد بررسككي قرار گرفته اسككت معادلههاي حاكم با اسككتفاده از يك كد عددي و به روش حجم محدود حل شككدهاند در مدل اسكتفاده شده مدل بونژورنو فرض ميشود كه نانوسيال مخلوطي از سيال پايه و نانوذرهها است كه به دليل پديدهي ترموفورسيس و حرككت براوني نسكككبت به يكديگر سكككرعت نسكككبي دارند اثر عدد رينولدز 0061 05 عدد گراشكككف 0023 0 غلظت نانوذرهها 01 0 و نسككبت قدرت حركت براوني به ترموفورسككيس 2 3 520 0 روي عدد ناسككلت افت فشككار بدون بعد معيار ارزيابي عملكرد و توزيع غلظت نانوذرهها مورد بررسكي قرار گرفته است تنيجههاي شبيهسازيهاي عددي توسط دادههاي عددي و تجربي منتشر شده صحتسنجي شدهاند همخواني كمي و كيفي خوبي بين كار حاضر و دادههاي موجود از كارهاي پيشين ديده شد نتيجهي شككبيهسككازيهاي عددي نشككان ميداد غلظت نانوذرهها تقريبا در همهي لوله ثابت ميماند و تنها در نزديكي ديوارهي لوله به دليل پكديكدهي ترموفرسكككيس نانوذرهها از ديوار گرمتر دور ميشكككدند و غلظت نانوذرهها در اليهي باريكي در نزديكي ديوار گرمتر كاهش مييافت در غلظت نانوذرههاي پايين 4 و كمتر تفاوت عدد ناسلت و افت فشار بدون بعد محاسبه شده بين مدل همگن و غير همگن كمتر از 1 و قابل صككرف نظر بود اما در 01 غلظت نانوذرهها اين تفاوت ميتواند تا 5 نيز باال برود در بازهي بررسككي شككده در ككار حاضكككر تفاوت در عدد ناسكككلت و افت فشكككار بدون بعد بين مدل همگن وغير همگن با افزايش نسكككبت قدرت حركت براوني به ترموفورسيس از بين ميرود زيرا توزيع غلظت نانوذرهها يكنواخت باقي ميماند به عالوه ديده شككد در جابهجايي اجباري در هر عدد رينولدز غلظت نانوذرههاي بهينهاي وجود دارد كه معيار ارزيابي عملكرد را بيشككينه ميكنكد در همكهي عكددهكاي رينولكدز غلظكت نانوذرههاي بهينه بين 1 تا 2 بود بعد از اين نقطهي بهينه معيار ارزيابي عملكرد با افزايش غلظكت نكانوذرهها كاهش مييابد و ميتواند مقاري كمتر واحد نيز به خود بگيرد باالترين معيار ارزيابي عملكرد دسكككت يافته در كار حاضكككر 40 1 بود و در كمترين عدد رينولدز 05 بهدسكككت آمد در همهي غلظت نانوذرهها با افزايش عدد رينولدز معيار ارزيابي عملكرد كاهش مييافت همچنين توزيع غلظت نانوذرهها در مقطع لوله و توزيع عدد شروود در طول لوله ارائه شده است در جابهجايي آزاد هر چه عدد گراشكف باالتر باشكد اثر افزودن نانوذرهها بر افزايش عدد ناسلت كمتر است و در عددهاي گراشف باال عدد ناسكلت تقريبا مسكتقل از غلظت نانوذرهها اسكت در عدد گراشف 01 افزايش غلظت نانوذرهها به 4 باعث افزايش عدد ناسلت تا 51 ش در حالي كه در عددهاي گراشككف باال عدد ناسككلت تقيبا مسككتقل از غلظت نانوذرهها اسككت در عدد گراشككف 01 با افزايش غلظت نانوذرهها عدد ناسلت ابتدا حدود 1 افزايش و سپس در 4 غلظت نانوذرهها عدد ناست حدود 1 كاهش يافت كلمات كليدي نانوسيال انتقال حرارت جابهجايي شبيهسازي عددي حركت براوني ترموفورسيس
چكيده انگليسي :
Numerical Simulation of Convection Heat Transfer of Nonhomogeneous Nanofluid with Brownian Motion and Thermophoresis Phenomenon Ramin Onsor Sayyar r oonsor@me iut ac ir Date of Submission 2016 01 16 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Mohsen Saghafian saghafian@cc iut ac irAbstractPresent work aims at the assessment of the flow and heat transfer in forced free and mixed convection oflaminar developing flow of nanofluid inside a vertical tube Governing equations are solved through anumerical procedure using finite volume method The adopted model Buongiorno model assumes that thenanofluid is a mixture of a base fluid and nanoparticles with the relative motion caused by Brownian motionand thermophoretic diffusion The effects of Reynolds number 50 Re 1600 relative strength of Brownianmotion to thermophoresis 0 025 NBT 3 2 Grashof number 0 Gr 3200 and nanoparticles volumefraction 0 10 on the Nusselt number nondimensional pressure drop performance evaluation criteria PEC and distribution of nanoparticles are investigated Numerical results are validated against publishedexperimental and numerical data Good qualitative and quantitative agreement was found between presentwork and available data in the litraure The simulations results indicated that the distribution of nanoparticles remained almost uniform except in aregion near the hot wall where nanoparticles volume fraction were reduced as a result of thermophoresis Inlow nanoparticles volume fraction 4 and less the difference between Nusselt number and nondimensionalpressure drop calculated based on two phase model and the one calculated based on single phase model wasless than 1 can be neglected However in 10 of nanoparticles volume fraction the same difference canraise to 5 in the investigated range in present work The difference between two phase model and singlephase model in Nusselt number and nondimensional pressure drop vanishes as NBT increases becausenanoparticles distribution is almost uniform in high values of NBT In addition it was found that in forced convection there is an optimal nanoparticles volume fraction of thenanoparticles at each Reynolds number which the maximum performance evaluation criteria PEC can beobtained Optimum nanoparticles volume fraction was about 1 to 2 for all Reynolds numbers After thisoptimum point PEC decreased by increasing nanoparticles volume fraction and can get the value less thanunity Maximum achieved PEC in present work was 1 04 and obtained at lowest Reynolds number Re 50 PEC decreased by increasing Reynolds number at all nanoparticles volume fraction Also nanoparticlesvolume fraction distribution in tube cross section and Sherwood number along the tube length is presented In free convection nanoparticles volume fraction impact on Nusselt number was decreased in higher Grashofnumber In Gr 10 increasing nanoparticles volume fraction up to 4 leads to 15 increase of Nusseltnumber However in high Grashof numbers Nusselt number was almost independent of nanoparticlesvolume fraction In Gr 300 inceasing nanoparticles volume fraction first increased Nusselt number about 1 and in 4 of nanoparticles volume fraction Nusselt number was decreaced by about 1 Keywords Nanofluid Convection heat transfer Numerical simulation Brownian motion Thermophresis
استاد راهنما :
محسن ثقفيان
استاد مشاور :
احمد صابونچي
استاد داور :
احمدرضا پيشه ور، محمدرضا سليم پور
