پديد آورنده :
صادقي، روح اله
عنوان :
بررسي تجربي و مدل سازي رياضي پايداري نانوسيالات
گرايش تحصيلي :
مهندسي شيمي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي شيمي
صفحه شمار :
سيزده، 91ص.: مصور
استاد راهنما :
غلامرضا اعتماد، مسعود حق شناس فرد
استاد مشاور :
عزت كشاورزي
توصيفگر ها :
خوشه اي شدن , هدايت حرارتي , ضريب انتقال حرارت جابجايي
استاد داور :
محسن نصر اصفهاني، محمدرضا سليم پور، فواد آقاميري
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/02/11
كد ايرانداك :
ID882 دكتري
چكيده فارسي :
چكيده در اين رستتتاله پايداري نانوستتتيال آلومينا آب بصتتتورت تجربي و تئوري مورد بررستتتي قرار گرفته استتتت در بررستتتي تجربي ازروشهاي صذب هيفي نور فرابنفش و تفرق ديناميكي نور استتتتفاده شتتتد در اين مطالعه امكانپذيري روش صذب هيفي نور فرابنفش در بررسي پايداري نانوسيال مورد ارزيابي قرار گرفت اثراندازه نانوطوشهها غلظت نانوذرات و دماي نانوسيال روي مقدار صذب نورفرابنفش بررستتي شتتد نتايو اين روش با نتايو روش تفرق ديناميكي نور مقايستته گرديد در روش تفرق ديناميكي نور پايداري نانوستتيال از هريق اندازهگيري توزيع اندازه اندازه متوسط و زتاپتانسيل نانوطوشهها بررسي گرديد در بررسيهاي تجربي اثر طوشهاي شدن نانوذرات روي هدايت حرارتي نانوسيال آلومينا آب نيز مورد بررسي قرارگرفت از مدل دو فازي اولرين اولرين همراه با مدل موازنه صمعيتي اصالح شده براي مدل سازي فرآيندطوشهاي شدن نانوذرات استفاده شد در مدل موازنه صمعيتي اثر برهمكنشهاي بين ذرهاي ساطتار فراكتالي و ته نشيني آنها در نظر گرفته شد اثر اندازه نانوطوشهها دما و غلظت نانوذرات روي فرآيند طو شهاي شدن مورد برر سي قرار گرفت نتايو مدل سازي با داده هاي تجربي حا صل از آزمايش هاي تفرق ديناميكي نور مقاي سه شد همچنين در اين مطالعه اثر طو شهاي شدن نانوذرات روي ضريب انتقال حرارت صابجايي در صريان آرام اصباري درون لوله مدل سازي گرديد اثر اندازه طوشهها و ساطتار آن و حركت براوني حاصل از آنها در اين مدل سازي در نظر گرفته شده است بررستتتي نتايو تجربي پايداري باروش صذب هيفي نور فرابنفش نشتتتان داد مقدار صذب نور فرابنفش عالوه بر غلظت نانوذرات به اندازه نانوطوشهها هم بستگي دارد و مقدار ماكزيمم صذب با كاهش اندازه نانوطوشهها ابتدا افزايش و س س كاهش مييابد همچنين نتايو نشان داد كه با افزايش زمان اولتراسونيك مقدار صذب به يك مقدار مشخصي ميل ميكند و با افزايش بيشتر زمان اولتراسونيك اين مقدار تغييري نميكند بررسيهاي پايداري نانوسيال در هول زمان يك ماه با اين روش نشان داد كه مقدار ماكزيمم صذب با افزايش دما و غلظت كاهش بي شتري پيدا ميكند كه اين ن شان دهنده افزايش بي شتر اندازه نانوطو شهها در اين شرايط ميبا شد نتايو روش تفرق ديناميكي نور نتايو اين روش را تاييد كرد و امكان پذيري آن در برر سي پايداري نانو سيال آلومينا آب م شخص گرديد نتايو روش تفرق ديناميكي نور نشان دادكه توزيع گسترده اندازه نانوطوشهاي با افزايش زمان اولتراسونيك به يك توزيع باريك ميل ميكند كه اين توزيع با افزايش بيشتر زمان اولتراستتونيك تغييري نمي كند همچنين نتايو اين روش نشتتان داد كه با كاهش اندازه نانوطوشتتهها زتاپتانستتيل آنها افزايش مييابد بررستتي پايداري نانوستتيال با اين روش در هي يك ماه نشتتان داد كه افزايش غلظت نانوذرات و دماي نانوستتيال باع افزايش بيشتتتر اندازه نانوطو شهها مي شود همچنين نتايو ن شان داد كه اگر اندازه نانوطو شههاي اوليه موصود در سي ستم بزرگتر با شند ر شد آنها بي شترمي شود نتايو آزماي شات برر سي اثر طو شهاي شدن نانوذرات روي هدايت حرارتي موثر بيانگر اين ا ست كه با كاهش اندازه نانوطو شهها هدايت حرارتي ابتدا كاهش و س س افزايش مييابد نتايو اين آزمايش بيانگر نقش مثبت طو شهاي شدن و حركت براوني نانوذرات روي هدايت حرارتي نانوسيال مي باشد نتايو مدل سازي ن شان داد كه اگر در مدل موازنه صمعيتي عوامل برهمكنش بينذره اي ساطتار فراكتالي و ته ن شيني نانوطو شهها را در نظر بگيريم اين مدل ميتواند در مدلستتتازي پايداري نانوستتتياالت بكار رود مدل پيشتتتنهادي ميتواند توزيع اندازه طوشتتتهها را به صورت تابعي از زمان و مكان پيش بيني كند نتايو مدل سازي نشان داد كه با افزايش غلظت و دما سرعت طوشهاي شدن افزايش مييابد بيشتتترين تغييرات اندازه متوستتط نانوطوشتتهها در دماي 45 OC و غلظت 3 حجمي از نانوذرات برابر با 124 nm وكمترين اين تغييرات در دماي 15 OC و غلظت 1 حجمي از نانوذرات برابر با 6 nm اتفاق ميافتد همچنين با افزايش بعد فراكتالي سترعت طوشتهاي شتدن كاهش ت ت ت مييابد در دماي 35 OC و غلظت 3 حجمي از نانوذرات با بعد فراكتالي 2 2 افزايش اندازه نانوطو شهها در هول يك ماه 10 nm و با بعد فراكتالي 8 1 برابر با 75 nm ميباشد نتايو نشتتان داد كه با افزايش غلظت نانوذرات و كاهش اندازه نانوطوشتتهها و بعد فراكتالي آنها ضتتريب انتقال حرارت صابجايي افزايش مي يابد اين ضتتتريب ميتواند حداكثر تا 27 افزايش يابد نتايو مدلستتتازي بيانگر آن بود كه حركات براوني نانوطوشتتتهها و ميكروصابجايي حاصل از آنها نقش موثري روي افزايش ضريب انتقالحرارت صابجايي در نانوسيال آلومينا آب دارد كلمات كليدي نانوسيال پايداري طوشهاي شدن هدايت حرارتي ضريب انتقال حرارت صابجايي
چكيده انگليسي :
Abstract In this study was investigated stability of alumina water nanofluid experimentally andtheoretically The UV vis spectrum and dynamic light scattering methods was used inexperimental studies The feasibility of UV vis spectrum method was evaluated toinvestigation of nanofluid stability The effect of nanoparticles concentration nanoclusterssize and temperature in this method was studied The results this method was compared withresults of dynamics light scattering method The size distribution average size and zetapotential of nanoclusters was measured in dynamics light scattering method In theexperimental studies also the effect of nanoclustering on effective thermal conductivity ofalumina water nanofluid was investigated The Eulerian Eulerian two phase model wascoupled with population balanced model to theoretically study of nanofluid stability Theeffects of nanoparticles concentration nanoclusters size nanoclusters structure andtemperature was investigated in clustering process of nanoparticles The results of modelingwas compared with dynamic light scattering experiments data In this study also wasinvestigated the effect of nanoclustering on convective heat transfer coefficient in laminarforced flow of circular duct The effects of nanoparticles concentration nanoclusters size nanocluster structure and Brownian motion on convective heat transfer coefficient wasstudied The results of UV vis spectrum experiments shows that amount of absorbencydepends on nanoclusters size in addition to nanoparticles concentration The results showthat amount of maximum absorbency approach to a constant value by increasing ultrasonicmixing time The investigation of nanofluid stability along one month shows that themaximum absorbency more is reduced by increasing temperature and nanoparticleconcentration This is becuase of more enhancement of nanoclusters size The results of theUV vis spectrum method was approved by results of dynamic light scattering method Theresults of dynamics light scattering experiments shows that board size distribution ofnanoclusters becomes narrow and average nanoclusters size is decreased by increasingultrasonic mixing time The zeta potential of nanoclusters is increased by decreasing theirsizes The measuring results of effective nanofluid thermal conductivity show that effectivethermal conductivity at first is reduced by decreasing nanoclusters and then is enhanced This evidence the positive effects of nanoclustering and Brownian motion on effectivenanofluid thermal conductivity The results of the model were found to agree well withexperimental data The proposed model was found capable of predicting the size distributionand nanoclusters size through time and space The results indicated that the size ofnanoclusters increases over time with increasing nanoparticles concentration andtemperature It was found that clustering rate increases with decreasing the fractaldimension while the settling velocity decreases The results of modeling convective heattransfer coefficient showed relatively good agreement with the experimental data Theresults showed that nanoparticles concentration nanoclusters size and fractal structure havea significant effect on the heat transfer coefficient The results show a significant effect ofBrownian motion on convective heat transfer alumina water nanofluid The results showedconvective heat transfer coefficient is increased with the decreasing nanoclusters size andfractal dimension Keywords Nanofluid Stability UV vis spectrum DLS Thermal conductivity
استاد راهنما :
غلامرضا اعتماد، مسعود حق شناس فرد
استاد مشاور :
عزت كشاورزي
استاد داور :
محسن نصر اصفهاني، محمدرضا سليم پور، فواد آقاميري
