توصيفگر ها :
جت سيال , نانوسيال , نانوذرات , انتقال حرارت , افت فشار
چكيده فارسي :
چكيده
امروزه فناوري هاي افزايش انتقال حرارت به هدف طراحي و ساخت سيستم هاي كارآمد تر در صنايع مختلف مانند خودروسازي، كامپيوتر، الكترونيك و هوافضا مورد توجه بسياري قرار گرفته است. يكي از راهها براي دستيابي به سيستم هاي خنك كاري با بهره بالا، استفاده از جتهاي برخوردي است. علاوه بر آن، استفاده از نانوسيالات را نيز به جهت بالا بودن عملكرد حرارتي آنها، مي توان در نظر گرفت. در اين پايان نامه مطالعه عددي بر روي برخورد جريان جت نانوسيالات در حالت عمودي انجام گرفته و مشخصه-هاي جريان و انتقال حرارت در آن مورد بررسي قرار گرفته است. سيال كاري در اين تحقيق نانوسيال با سيال پايه مخلوط 50-50% آب/اتيلن گليكول حاوي نانوذرات بوهميت مي باشد. جريان آرام، پايا و به صورت دوبعدي و متقارن محوري در نظر گرفته شده و از روش حجم محدود براي حل معادلات استفاده شده است. در اين تحقيق، اثر تغييرات عدد رينولدز، كسر حجمي نانوذرات و اثر شكل هاي مختلف نانوذرات شامل اشكال كروي، پلاكتي، تيغهاي، استوانه اي و آجري بر روي عملكرد حرارتي، ميدان جريان و افت فشار مورد مطالعه قرار گرفته است. نتايج نشان مي دهد كه افزايش عدد رينولدز و بالا رفتن كسر حجمي نانوذرات، باعث بهبود تبادل حرارت مي شود. بيشترين افزايش انتقال حرارت و عدد ناسلت ميانگين مربوط به نانوسيالات حاوي نانوذرات پلاكتي و استوانهاي است. كمترين ميزان انتقال حرارت نيز مربوط به نانوسيالات حاوي نانوذرات كروي است. افزايش كسر حجمي و عدد رينولدز منجر به افزايش تنش برشي ميان سيال و ديواره ميشود و در نتيجه آن افت فشار افزايش مي يابد. نانوسيال حاوي نانوذرات پلاكتي باتوجه به ويسكوزيته موثر بالاتري كه نسبت به نانوسيالات ديگر دارند، بيشترين افت فشار را نشان مي دهند.
چكيده انگليسي :
Abstract
Today heat transfer enhancement technologies with the aim of developing more efficient systems in different industries such as automotive, aerospace, electronic and computer have been widely considered. A solution for obtaining efficient cooling systems is using confined impinging jets. Moreover, using nanofluids due to their higher thermal performance can be considered. In this thesis, Numerical study of vertical impinging jet has been conducted and fluid flow and heat transfer characteristics have been investigated. The working fluid is a suspension of boehmite alumina nanoparticles in a mixture of water and ethylene glycol. It is assumed that the fluid flow is steady, laminar, two-dimensional and axisymmetric. A finite volume-based flow solver was employed for the simulation. The effects of Reynolds number, nanoparticle concentration and various shapes of boehmite alumina nanoparticles including spherical, platelet, blade, cylindrical and brick on heat transfer performance, velocity field and pressure drop have been studied. The results show that with the increase of Reynolds number and nanoparticle concentration, heat transfer is enhanced. The highest heat transfer and Nusselt number is related to nanofluids containing platelet shape and cylindrical shape nanoparticles. And the lowest heat transfer belongs to nanofluids containing spherical shape nanoparticles. Increasing the nanoparticle concentration and Reynolds number leads to higher pressure drop due to higher shear stress near the wall. Nanofluid containing platelet shape nanoparticles gives the highest pressure drop because of its higher viscosity comparing to other nanofluids.
