پديد آورنده :
رشيديان، سونيا
عنوان :
بررسي تجربي تاثير وجود محيط متخلخل در افزايش انتقال حرارت در يك لوله در شرايط دما ثابت
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
چهارده، 99ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص.ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
محمدرضا توكلي
استاد مشاور :
محمدرضا سليم پور
توصيفگر ها :
محيط متخلخل , افزايش انتقال حرارت جابه جايي , مبدل حرارتي , دما ثابت , بررسي تجربي
استاد داور :
احمد صابونچي، علي اكبر عالم رجبي
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/07/22
چكيده فارسي :
چكيده با توجه به نياز روز افزون بشر براي انرژي و در راستاي لزوم جلوگيري از اتالف انرژي محققان در تالش هستند تا راندمان و كارايي سيستمهاي توليد و يا تبديل انرژي را افزايش دهند يكي از اين راهها افزايش انتقال حرارت وكاهش اتالف حرارت در مبدلهاي حرارتي ميباشد جايگذاري مواد متخلخل در مسير سيال يكي از روشهاي غير فعال افزايش انتقال حرارت در مبدلهاي حرارتي ميباشد وجود محيط متخلخل در مسير جريان ماتريس ضريب هدايت حرارتي و ظرفيت گرمايي موثر جريان را بهبود داده و همچنين ماتريس متخلخل جامد سرعت انتقال حرارت تشعشعي را به خصوص در سيستمهايي كه گاز جريان دارد افزايش ميدهد در اين پژوهش با كار گذاشتن محيطهاي متخلخل با درصد تخلخل جنس و ساختار هندسي متفاوت در مسير جريان تغييرات انتقال حرارت نسبت به حالت لوله خالي مورد بررسي قرار گرفته است سيال مورد استفاده در آزمايش آب و نوع جريان مغشوش در محدوده عدد رينولدز 1121 تا 1115 انتخاب شده است آزمايش در قسمتي از يك لوله در ديگ بخار با شرط مرزي دما ثابت انجام گرفته است قبل از انجام آزمايشها روي محيطهاي متخلخل صحت عملكرد دستگاه توسط مقايسه نتايج شبيهسازي و تجربي براي حالت لوله خالي مورد بررسي قرار گرفته است در دبي 421 L hr ضريب انتقال حرارت به دست آمده از دادههاي تجربي با مقادير شبيهسازي داراي بيشينه خطاي 81 63 است و ميانگين خطا در كل دبيها 56 2 ميباشد پس از آزمايش بر روي محيطهاي متخلخل نتايج نشان داد در دو نمونه با جنس و درصد تخلخل يكسان تغيير ساختار هندسي ميتواند ضريب انتقال حرارت را تا 1 3 برابر افزايش دهد همچنين به سبب تاثير قطر هيدروليكي در محاسبه عدد ناسلت در محيط متخلخل عدد ناسلت معيار دقيقي براي مقايسه افزايش انتقال حرارت نميباشد در مقايسه نمونههايي با درصد تخلخل نزديك بههم و ساختار هندسي متفاوت نتيجه گرفته شد ساختار هندسي تاثير بسيار مهمي بر عملكرد محيط متخلخل دارد در برخي موارد ساختار هندسي موجب كاهش انتقال حرارت و اثر نامطلوب روي سيستم ميشود همچنين وابسته به ساختار هندسي افزايش انتقال حرارت ممكن است در محدوده خاصي از اعداد رينولدز صورت پذيرد در نهايت بيشترين افزايش ضريب انتقال حرارت در اين پژوهش 1 5 برابر ضريب انتقال حرارت در حالت لوله خالي بود همچنين در برخي موارد وجود محيط متخلخل باعث كاهش ضريب انتقال حرارت تا 54 62 مقدار ضريب انتقال حرارت لوله خالي شد كلمات كليدي محيط متخلخل افزايش انتقال حرارت جابهجايي مبدل حرارتي دما ثابت بررسي تجربي
چكيده انگليسي :
An Experimental Investigation on the Effects of Porous Media at Heat Transfer Enhancement in a Tube with Constant Temperature Sonia Rashidian Sonia Rashidian@gmail com Date of Submission 9 19 2017 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisor Mohammad Reza Tavakoli mrtavak@cc iut ac irAbstract According to Increasing human needs for energy and to avoid energy waste researchers are struggling toincrease the efficiency of energy production or energy conversion One of these methods is increasing heattransfer and reducing heat dissipation in heat exchangers Using porous materials in the fluid path is one of thepassive methods for increasing heat transfer in heat exchangers The presence of porous media in the flow path improve the matrix of thermal conductivity and effective flow thermal capacity and also matrix of porous solidincrease radiation heat transfer especially in two phase flow gas water systems In this study using porous mediainside a tube and effects of porosity percentage material and different geometric structure on heat transfer changeshas been investigated Fluid used in the test was water flow was turbulence and Reynolds number Re was variedfrom 3800 to 5073 The test is performed on a part of a tube in a boiler with constant temperature boundarycondition Before testing on porous media performance of devices has been verified by comparing of simulation andexperimental data for an empty tube The maximum uncertainties associated with 480 L hr where the differencein the heat transfer coefficient obtained from the experimental data with the simulation values is 16 22 andaverage error in total flow rate is 8 65 After testing on porous media the results showed that in two samples with the same material and porosity thegeometric structure can increase the heat transfer coefficient by 1 7 times Also due to the effect of hydraulicdiameter on the calculation of Nusselt number in the porous medium the Nusset number is not a accurate criterionfor comparing the increase in heat transfer Comparison of samples with a approximately the same porositypercentage and a different geometric structure was concluded that the geometric structure has a very significanteffect on the performance of the porous medium in some cases the geometric structure reduces heat transfer andundesirable effects on the system Depending on the geometric structure the increase of heat transfer may alsooccur in a certain range of Reynolds numbers Finally the highest heat transfer coefficient enhancement in thisstudy was 5 7 times the heat transfer coefficient in an empty tube Also in some cases the presence of porousmedium reduced the heat transfer coefficient to 89 45 of the heat transfer coefficient in an empty tube Keywords Porous media Heat transfer enhancement Heat exchanger Constant temperature Experimental investigation
استاد راهنما :
محمدرضا توكلي
استاد مشاور :
محمدرضا سليم پور
استاد داور :
احمد صابونچي، علي اكبر عالم رجبي
