شماره مدرك
20929
شماره راهنما
373 گلپايگان
پديد آورنده
عبيات، عباس
عنوان
شبيه سازي عددي تأثير نانو سيالات هيبريدي بر عملكرد مبدل هاي حرارتي ميكرو كانال پره دار
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
تبديل انرژي
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1404
صفحه شمار
46ص.: مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها
ميكروكانال فين دار , شبيه سازي عددي , عدد ناسلت , افت فشار , فين بيضوي , فين مكعب مستطيلي , نانوسيال هيبريدي , معيار ارزيابي عملكرد
تاريخ ورود اطلاعات
1404/11/28
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك
دانشكده
فني مهندسي گلپايگان
تاريخ ويرايش اطلاعات
1404/11/28
كد ايرانداك
377
چكيده فارسي
چكيده
در اين پژوهش، رفتار هيدروديناميكي و انتقال حرارت جابهجايي در يك ميكروكانال سهبعدي فيندار به روش شبيهسازي عددي بررسي شده است. هدف اصلي، ارزيابي اثر شكل فين و ارتفاع آن بر شاخصهاي حرارتي و افت فشار در شرايط شار حرارتي يكنواخت است. دو پيكربندي هندسي شامل فينهاي بيضوي و فينهاي مكعبمستطيلي در امتداد طول كانال در نظر گرفته شد و ارتفاع فينها در سه مقدار 300، 500 و 700 ميكرومتر تغيير داده شد. ديواره زيرين كانال تحت شار حرارتي ثابت قرار گرفت و ديوارههاي جانبي و بالايي آدياباتيك فرض شدند؛ همچنين شرط عدم لغزش روي تمامي سطوح جامد اعمال گرديد. شبيهسازيها در جريان آرام و پايا انجام شد و اثر عدد رينولدز در بازه مورد مطالعه بر عدد ناسلت متوسط، ضريب انتقال حرارت جابهجايي، افت فشار و توان پمپاژ مورد بررسي قرار گرفت. علاوه بر سيال پايه، عملكرد نانوسيال هيبريدي TiO₂–Ag در غلظتهاي حجمي 1٪ و 2٪ نيز ارزيابي شد و معيار ارزيابي عملكرد (PEC) براي مقايسه همزمان بهبود حرارتي و جريمه هيدروليكي محاسبه گرديد. نتايج نشان داد با افزايش عدد رينولدز، انتقال حرارت افزايش يافته و همزمان افت فشار و توان پمپاژ نيز رشد ميكند. همچنين فين مكعبمستطيلي عموماً انتقال حرارت بيشتري ايجاد ميكند، در حاليكه افت فشار بالاتري نسبت به فين بيضوي به همراه دارد. در ارزيابي كلي، انتخاب هندسه و ارتفاع فين بايد با توجه به هدف طراحي و محدوديت افت فشار انجام شود و استفاده از PEC امكان تصميمگيري واقعبينانهتري را فراهم ميكند.
چكيده انگليسي
In this simulation, the hydrodynamic behavior and convective heat transfer in a three-dimensional finned microchannel are investigated using numerical simulation. The main objective is to evaluate the effects of fin shape and fin height on thermal performance and pressure drop under a uniform heat-flux condition. Two geometric configurations are considered, namely elliptical fins and rectangular fins arranged periodically along the channel length. The fin height is varied at three levels of 300, 500, and 700 μm. A constant heat flux is imposed on the bottom wall, while the side and top walls are assumed adiabatic, and the no-slip boundary condition is applied on all solid surfaces. Simulations are performed for steady, laminar flow conditions, and the influence of the Reynolds number in the investigated range on the average Nusselt number, convective heat transfer coefficient, pressure drop, and pumping power is examined. In addition to the base fluid, the performance of a TiO₂–Ag hybrid nanofluid at 1% and 2% volume fractions is also assessed. A performance evaluation criterion (PEC) is calculated to simultaneously compare heat-transfer enhancement and hydraulic penalty. The results indicate that increasing the Reynolds number enhances heat transfer while significantly increasing pressure drop and pumping power. Moreover, the rectangular-fin configuration generally provides higher heat-transfer performance, whereas it imposes a larger hydraulic resistance compared with the elliptical-fin configuration. Overall, an optimal design should be selected based on the target thermal performance and allowable pressure drop, and the PEC offers a practical metric for a balanced assessment.
استاد راهنما
مرضيه رضازاده
استاد داور
بهمن اسدي , ابوالحسن عسگر شمسي