پديد آورنده :
حاجي مرادي، معين
عنوان :
بررسي عددي بهبود انتقال حرارت در يك ميكروكانال مستطيلي با استفاده از نانوسيالات و توليدكننده هاي گردابه
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
ده، 68ص. : مصور (رنگي)، جدول، نمودار
استاد راهنما :
احمد سوهانكار
استاد مشاور :
محمدرضا توكلي
توصيفگر ها :
ميكروكانال , توليدكننده گردابه , نانوسيال , شبيه سازي عددي , بهبود انتقال حرارت
استاد داور :
محمدرضا سليم پور، محمود اشرفي زاده
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/08/04
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/08/04
چكيده فارسي :
1 چكيده در اين پاياننامه شبيهسازي عددي سه بعدي دائم جريان مغشوش و انتقال حرارت درون يك ميكروكانال مستطيلي با نرمافزار تجاري فلوئنت انجام شدهاست هدف اصلي اين پاياننامه بررسي تاثير توليدكنندههاي گردابه و تاثير استفاده ازنانوسياالت بر روند انتقال حرارت و افت فشار ميباشد به اين منظور جريان درون ميكروكانال در محدوده اعداد رينولدز112 تا 1111 مورد مطالعه قرار گرفت و تاثير كسر حجمي نانوذرات صفر دو و چهار درصد و زاويه حمله توليدكنندههاي گردابه در آن بررسي شد با توجه به وجود توليدكنندههاي گردابه با مطالعه مدلهاي توربوالنسي استفاده شده در پژوهشهاي انجام شده توسط افراد ديگر مدل k SST به عنوان مدل توربوالنسي مناسب براي مطالعه جريان سيال انتخاب شد و با انتخاب 6 شبكه متفاوت تاثير آنها بر نتايج بررسي شد و در نهايت بهترين شبكه معرفي شده است جهت حصول اطمينان بيشتر از درستي روند حل عددي در پژوهش حاضر نتايج بدست آمده با نتايج معتبر تجربي مقايسه شد و مطابقت خوبي بين نتايج حاصل گرديد نتايج ارائه شده شامل عدد ناسلت كلي ضريب اصطكاك و معيار عملكرد حرارتي سياالتي ميكروكانال و الگوي جريان شامل توزيع دما و سرعت و خطوط جريان ميباشد در ابتدا اثر سه زاويه حمله 13 54 و 16 درجه براي توليدكنندههاي گردابه بررسي شد و نتايج بدست آمده نشان داد كه زاويه حمله 13 درجه از نظر معيار عملكرد حرارتي سياالتي انتخاب مناسبتري ميباشد توليدكننده گردابه باعث شد كه انتقال جريان آرام به مغشوش در اعداد رينولدز پايينتري اتفاق افتد و اين محدوده در پژوهش حاضر براي زاويه حمله 13 درجه بين اعداد رينولدز 116 تا 117 است در قسمت بعد اثر سه چيدمان 13 13 13 13 151 13 و 151 151 151 درجه براي زاويه حملههاي توليدكنندههاي گردابه بررسي شد و نتايج نشان داد كه اين سه چيدمان از نظر انتقال حرارت افت فشار و معيار عملكرد تفاوت زيادي باهم ندارند و انتخاب هرچيدمان در جهت بهبود انتقال حرارت بستگي به نياز و انتخاب كاربر دارد در قسمت آخر تأثير استفاده از نانوسياالت به جاي سيال آب بر روي روند انتقال حرارت و افت فشار در ميكروكانال مورد بررسي قرار گرفت و نانوسيال انتخابيآب اكسيد آلومينيوم و آب اكسيد تيتانيوم با درصدهاي حجمي 2 و 4 درصد در اين شبيه سازي استفاده شد نتايج اين بررسي نشان داد كه استفاده از نانوذره معيار عملكرد حرارتي سياالتي را بهبود بخشيدهاست مقايسه عملكرد دو نانوذره مختلف نيز نشان دادهاست كه نانوذره اكسيد آلومينيم عملكرد مطلوبتري نسبت به اكسيد تيتانيوم دارد كلمات كليدي ميكروكانال توليدكننده گردابه نانوسيال شبيه سازي عددي بهبود انتقال حرارت
چكيده انگليسي :
69 Numerical study of heat transfer enhancement in a rectangular microchannel using nanofluids and vortex generators Moein hajimoradi moeen hajimoradi@pa iut ac ir Date of Submission 2019 09 22 Pardis college Mechanical Engineering Group Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language Farsi Supervisor Ahmad Sohankar asohankar@cc iut ac irAbstractIn this study three dimensional numerical simulations of turbulent flow and heat transfer are performed withina rectangular microchannel using Fluent commercial software The main purpose of this thesis is to investigatethe effect of vortex generators and the use of nanofluids on the heat transfer and pressure drop in microchannel The Reynolds number ranges 200 to 1000 were employed The effect of nanoparticle volume fraction 0 2 and4 and the vortex generator attack angle were investigated Due to the existence of vortex generators bystudying turbulence models used in other researches the k SST model was selected as the appropriateturbulence model Six different grids were provided and their effects on the results have been investigated andfinally the best grid was introduced In order to ensure the accuracy of the numerical results they werecompared with reported experimental results and a good agreement was observed The results of this workwere presented including Nusselt number friction coefficient and thermal fluid performance criterion andflow pattern including temperature velocity and flow distribution Initially the effect of three angles of attackof 30 45 and 60 was investigated for vortex generators and the results showed that the angle of attack of 30 was the best choice in terms of thermal fluid performance criteria The presence of vortex generator in microchannel caused the changing flow from laminar to turbulent flow tooccur at lower Reynolds numbers in comparison to that of a microchannel It was observed that this range inthe present study for the 30 degree angle of attack is between Reynolds number of 600 and 700 The effects ofthree arrangements of angles for vortex generator were investigated i e 30 30 30 30 150 30 and 150 150 150 degrees Their results showed that the heat transfer pressure drop and performance criterion of thesethree configurations were not much different and each arrangement can improve heat transfer In the lastsection of this work the effect of using nanofluids instead of water fluid on the heat transfer and pressure dropin the microchannel was investigated The water aluminum oxide and water titanium oxide nanofluids withvolume of 2 and 4 were used in this study The results showed that the use of nanoparticles improved thethermal fluid performance criterion Comparison of the performance of two different nanoparticles has alsoshown that aluminum oxide nanoparticles has better thermal performance than that of titanium oxide KeywordsMicrochannel vortex generator nanofluid numerical simulation heat transfer thermalperformance criteria
استاد راهنما :
احمد سوهانكار
استاد مشاور :
محمدرضا توكلي
استاد داور :
محمدرضا سليم پور، محمود اشرفي زاده
