پديد آورنده :
ترابي، مريم
عنوان :
بررسي آزمايشگاهي فرآيند سرد سازي غوطه وري تيغه ي داغ توسط نانوسيال با اندازه ذرات مختلف
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
پديده هاي انتقال
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
[ده]، 78ص.: مصور (رنگي)، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محسن نصراصفهاني
توصيفگر ها :
سردسازي غوطه وري , جوشش استخري , شار گرمايي بحراني , ضريب انتقال حرارت جوشش , مشخصه هاي سطح , نانوسيال
استاد داور :
نسرين اعتصامي، مسعود حق شناس فرد
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/04/25
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/04/25
چكيده فارسي :
چکیده هدف از اين پژوهش بررسی سردسازی غوطه وری تيغه ی داغ مسی در آب و نانوسيال سيليکا بر پايه ی آب در دمای اشباع و فشاراتمسفر می باشد تيغه مسی به ابعاد02 02 2 ميلی مترانتخاب گرديد تا فرض ظرفيت گرمايی فشرده برقرار باشد و سپس به دمای005 درجه سانتيگراد رسيده و سپس در آب يا نانوسيال غوطه ور گرديد تغييرات دمای تيغه مسی بر حسب زمان اندازه گيری و با فرض دمای يکنواخت تيغه ميزان شار گرمايی از تيغه به سيال در هر لحظه محاسبه شد به منظور تهيه نانو سيال نانو ذرات سيليکا در محيط سيال پايه اتانول به صورت تک مرحله ای سنتز گرديد از تترا اتيل ارتو سيليکات اتانول محلول آمونيوم هيدروکسيد يا آمونياک به عنوان مواد اوليه سنتز نانو ذرات سيليکا استفاده شد نتايج حاصل از آزمون DLS توزيع اندازه نانو ذرات سنتز شده با اندازه های 49 81 92 23 و09 36 نانومتر را مشخص نمود سپس ذرات سيليکا سنتز شده در سيال پايه ی اصلی آب ديونيزه با غلظت های 10 0 50 0 و1 0 درصد حجمی پراکنده شد آزمايش های کوئنچ درون نانو سيليکا بر پايه ی آب با اندازه ذرات و غلظت های مذکور انجام گرديد هرآزمايش پس از پوليش کردن سطح تيغه و با شرط سطح اوليه ی يکسان 3 بار تکرار شد نمودارهای سرد سازی و جوشش برای نانوسيال نسبت به آب خالص مورد مقايسه قرار گرفت برای بررسی تغييرات ساختار سطح بر اثر رسوب نانوذرات قبل و بعد از انجام آزمايش ها تصاويری سه بعدی توسط ميکروسکوپ نيروی اتمی AFM و ميکروسکوپ الکترونی روبشی نشر ميدانی FESEM تهيه شد زبری سطح تيغه پس از کوئنچ در نانوسيال با افزايش اندازه نانوذرات به ترتيب 92 33 و 34 درصد نسبت به زبری سطح پس از کوئنچ در سيال پايه آب کاهش می يابد همچنين زاويه تماس نانوسيال نسبت به زاويه تماس آب با سطح به ترتيب 81 32 و 72 درجه افزايش می يابد که بيانگر کاهش ترشوندگی سطح می باشد نتايج نشان داد با افزايش اندازه نانوذرات سيليکا برای 49 81 92 23 و09 36 نانومتر مقادير CHF به ترتيب 52 25 و 95 و مقادير ضريب انتقال حرارت به ترتيب11 42 و 93 نسبت به آب کاهش و زمان سردشدن افزايش يافت در اين پژوهش چون اندازه نانوذرات کوچکتر از زبری اوليه سطح است با افزايش اندازه نانوذرات رسوب ذرات درون حفرات سطح باعث کاهش زبری سطح ترشوندگی سطح و سايت های فعال هسته ای در مقايسه با سيال پايه می شود از طرفی به علت هدايت حرارتی ضعيف اليه ی رسوب متراکم از ذرات نانوسيليکا مقاومت حرارتی اضافی در برابر انتقال حرارت نسبت به آب ايجاد می شود بنابراين تغييرات مشخصه های سطحی اعم از زبری و ترشوندگی سطح به عنوان مکانيزم غالب باعث کاهش در مشخصه های جوشش مانند شارگرمايی بحرانی و ضريب انتقال حرارت می شود کلمات کلیدی سردسازی غوطه وری جوشش استخری شار گرمايی بحرانی ضريب انتقال حرارت جوشش مشخصه های سطح نانوسيال
چكيده انگليسي :
Experimental investigation of the quenching of a hot slab with nanofluid in different particle sizes Maryam Torabi maryam torabi@ce iut ac ir Date of Submission 18 June 2019 Department of Chemical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Mohsen Nasr Esfahany mnasr@cc iut ac irAbstractThe objective of this study is to investigate the quenching of a hot copper slab in water basedsilica nanofluid and water at saturated conditions under atmospheric pressure The slabdimensions are 20 20 2 mm in such a way that the system can be assumed to be thermallyLumped and heats up to 500 C and then immersed in water or nanofluid The temperaturehistory in the center of slab was accurately recorded and Heat transfer rate was calculated nanoparticles were synthesized by Tetra ethyl orthosilicate ethanol and Ammonia solutionas reactants DLS measurement represents nanoparticle distribution in 3 differentsizes 18 94 32 29 and 63 90 nm with 0 01 0 05 and 0 1 vol concentration Quenching testswith nanosilica or water were experimented each experiment repeated 3 times after polishingthe slab surface so that the initial slab surface for all quenching tests is a clean surface ofthe copper Quenching and boiling curves for every nanofluid case were compared withwater To investigate nanostructured surface changes by the deposition of nanoparticles 3Dimages were taken by AFM and FESEM before and after the experiments Afterquenching in nanofluid with the increase in particle size the surface roughness decreasesin comparison with quenching in water by 29 33 and 43 respectively Also contactangle of nanofluid with surface increases by 18 23 and 27 degree respectively versuscontact angle of water which deteriorates surface wettability results show that as thenanosilica particles sizes increase for 18 94 32 29 and 63 90 nm the CHF values are reducedby 25 52 and 59 respectively and also the heat transfer coefficient are reduced 11 24 and 39 respectively in comparison with water and quenching time increases In thisstudy since the size of the nanoparticles is smaller than the initial surface roughness byincreasing the size of the nanoparticles the deposition of particles within the surface cavities reduces surface roughness surface wettability and active nucleation sites compared to thebase fluid On the other hand due to poor thermal conductivity of the fouling layer ofnanosilica additional thermal resistance to heat transfer is caused Thus changes in surfacecharacteristics such as roughness and wettability of the surface as a dominant mechanism reduce the Boiling characteristics such as CHF and Heat transfer coefficient Keywords Quenching Pool boiling Nanofluid Surface characteristics CHF Heattransfer coefficient
استاد راهنما :
محسن نصراصفهاني
استاد داور :
نسرين اعتصامي، مسعود حق شناس فرد
