18591

240 گلپايگان

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1401

45ص.: مصور، جدول نمودار

1402/03/27

كتابنامه

مهندسي مكانيك

فني مهندسي گلپايگان

1402/03/27

235

چكيده جريان سيال و انتقال حرارت جابجايي آزاد به علت كاربردهاي فراوان درصنايع و سيستم هاي مهندسي ، كلكتورهاي خورشيدي ، خنك سازي سيستم هاي الكترونيكي و تجهيزات فرآيندهاي شيميايي از اهميت فراواني برخوردار است. در اين پژوهش، جابجايي طبيعي نانو سيال درون محفظه اي كه يك ديواره جانبي آن تحت دماي متناوب سينوسي نسبت به مكان قرار دارد با استفاده از روش شبكه بولتزمن شبيه‌ سازي مي‌شود. بدين منظور برنامه‌اي با استفاده از نرم‌افزار متلب تهيه و اعتبار سنجي مي‌گردد. سپس اثر پارامترهاي مؤثر برجريان ازجمله عدد رايلي، عددناسلت و كسرحجمي نانو ذرات بررسي مي‌شود. سپس به بررسي تعداد گره‌ هاي لازم در شبكه استفاده شده و اعتبار سنجي نتايج حاصل براي سيال خالص و نانوذرات اكسيد آلمينيوم و مقايسة آن‌ها با كارهاي انجام شدة قبلي با روش‌هاي متداول ديناميك سيالات محاسباتي (CFD) پرداخته مي‌شود. نتايج حاصل از شبيه سازي نشان ميدهد كه تغييرات عدد ناسلت محلي روي ديواره سمت چپ نوساني بوده كه شكل دامنه نوسان ايجاد شده براي اعداد رايلي 103 و 104 مشابه هم بوده ، ولي براي رايلي 105 دامنه نوسان بطور قابل توجهي تغيير كرده است. عدد ناسلت ميانگين باافزايش عدد رايلي افزايش مي يابد كه بيشترين ميزان افزايش مربوط به Ra=〖10〗^5 به ميزان 69% مي باشد. با افزايش دامنه نوسان تابع توزيع دماي سينوسي درسمت چپ محفظه درهمه اعدادرايلي وكسرحجمي ، افزايش مقدارعدد ناسلت ميانگين مشاهده مي شود و بيشترين افزايش رخ داده درعدد ناسلت ميانگين براي هنگامي است كه دامنه نوسان از ϵ=1 به ϵ=1․5 افزايش پيدا مي كند. اضافه كردن نانو ذرات اكسيد آلومينيوم با افزايش دامنه نوسان نمي تواند تاثير قابل توجهي بر روي عدد ناسلت ميانگين اعمال كند.

Abstract Natural convection heat transfer has significant applications in various industries, engineering systems, solar collectors, electronics cooling, and chemical processes. The natural convection of a nanofluid in a cavity with one wall subjected to a sinusoidal temperature distribution is studied numerically using the lattice Boltzmann method (LBM). For this purpose, a program is prepared in MATLAB and validated. The effects of Rayleigh number (Ra), Nusselt number (Nu), and nanoparticles volume-fraction, are investigated. According to the results, the local Nu exhibited oscillations on the left wall. The amplitude of these oscillations was similar for Ra of 103 and 104, and significantly different for Ra of 〖10〗^5 . The average Nu increased with an increase in Ra. The maximum increase in Nu is 69% due to Ra=〖10〗^5 In addition, the Nu for all Ra and volume-fraction, increases by increasing the oscillation amplitude of the sinusoidal temperature distribution on the left side of the cavity. Furthermore, the maximum increase in the average Nu corresponded to an increase in the amplitude from ϵ=1 to ϵ=1․5 .The average Nu of nanofluid is not considerably affected by increasing the oscillation amplitude.

مرضيه رضازاده

بهمن اسدي , ابوالحسن عسگر شمسي