پديد آورنده :
خواجه زاده ي بافتي، حسام
عنوان :
مطالعه عددي بهبود انتقال حرارت در يك مبدل حرارتي صفحه- پره با استفاده از نانو سيالات و توليد كننده گردابه بلوكي مورب
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
نه،101ص.: مصور،جدول،نمودار
يادداشت :
ص.ع.به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
احمد سوهانكار
استاد مشاور :
احمدرضا پيشه ور
تاريخ نمايه سازي :
8/2/93
استاد داور :
محسن ثقفيان، محمدرضا سليم پور
چكيده فارسي :
1 چكيده در اين پايان نامه شبيه سازي عددي جريان مغشوش و انتقال حرارت درون يك كانال بعنوان بخشي از يك مبدل حرارتي صفحهاي با استفاده از نرم افزار تجاري فلوئنت انجام شده است براي افزايش عملكرد حرارتي و بهبود انتقال حرارت آن تاثير استفاده از نانوسيال و توليدكنندههاي گردابه بلوكي بررسي شده است مطالعات عددي در محدوده اعداد رينولدز 114 1112 براي سيال عامل آب و نانوسيال صورت گرفته است با بررسي مدلهاي توربوالنسي مختلف مدل K SST بعنوان مدل مناسب در شبيهسازي عددي مسئله تحت بررسي استفاده شده است از ضريب عملكرد حرارتي كه مقايسهاي بين ميزان افزايش انتقال حرارت و افزايش توان مصرفي يا افت فشار است بعنوان يك شاخص براي ارزيابي عملكرد حرارتي هندسه انتخابي استفاده شده است بررسي اثر پارامترهاي هندسي توليدكننده گردابه شامل زاويه طول ارتفاع موقعيت طولي موقعيت عرضي و همچنين تعداد آن در يك المان كانال مطالعه شده و مقادير مناسب معرفي شده است در اين مرحله روند كار بدين صورت است كه در هر مرحله با تعيين حالت مناسب براي پارامتري از توليدكننده گردابه در مراحل بعدي كه اثر پارامتر ديگري بررسي ميگردد حالت مناسب پارامتر قبلي استفاده شود همچنين مقادير مناسب براي پارامترهاي هندسي مولد گردابه حاصله در يك كانال شامل شش المان كه معرف يك رديف مبدل حرارتي صفحهاي است نيز استفاده و نتايج آن بررسي شده است در فصل اول اين پايان نامه به روشها و مكانيزمهاي افزايش انتقال حرارت پرداخته شده و دو روش استفاده از نانوسياالت و توليدكنندههاي گردابه مرتبط با اين تحقيق تشريح شده است در فصل دوم به برخي كارهاي مشابه صورت گرفته در رابطه با افزايش انتقال حرارت توسط نانوسياالت و توليدكنندههاي گردابه پرداخته شده و وجوه تمايز كار حاضر با مطالعات صورت گرفته قبلي توسط ديگر محققان بيان شده است در فصل سوم به معرفي هندسه مورد بررسي و روابط به كار رفته براي تخمين خواص انتقال حرارتي نانوسياالت مناسب براي كاربرد در هندسه معرفي شده پرداخته شده است در فصل چهار با تطابق نتايج حاصل از حل عددي جريان در هندسه توليدي و نتايج عددي وتجربي موجود از صحت نتايج استخراج شده از حل جريان سيال درون كانال اطمينان حاصل گشته و سپس از بين نانوسياالت شامل نانوذرات 3 CuO TiO2 Al2O و سياالت پايه آب و اتيلن گليكول با بررسيهاي انجام گرفته نهايتا نانوسيال آب 2 TiO به عنوان نانوسيال مناسب براي كاربرد در مسئله تحت بررسي انتخاب شده است در فصل پنجم به بررسي اثر پارامترهاي هندسي توليدكننده گردابه شامل زاويه حمله ارتفاع طول موقعيتهاي طولي و عرضي توليدكننده گردابه تعداد رديف و فاصله طولي بين دو رديف توليدكنندههاي گردابه پرداخته شده و اين بررسيها نهايتا به هندسهاي ختم شد كه به عنوان الماني مناسب از مبدل حرارتي نهايي درنظر گرفته شد در فصل پاياني يك رديف مبدل حرارتي كه داراي 6 المان مناسب متوالي كه هركدام شامل دو رديف مولد گردابه بلوكي هستند توليد شده و جريان سياالت آب و نانو در محدوده اعداد رينولدز اين تحقيق مورد بررسي قرار گرفته است نتايج اين مطالعه نشان داد كه افزايش انتقال حرارت در هندسه شامل يك رديف از مبدل حرارتي با توليدكننده گردابه و نانوسيال با غلظت 4 در مقايسه با كانال ساده بدون توليدكننده گردابه و سيال عامل آب 149 درصد است كه بيانگر كارايي باالي توليدكننده گردابه و نانوسيال در بهبود انتقال حرارت در هندسه تحت بررسي ميباشد كلمات كليدي بهبود انتقال حرارت توليدكننده گردابه جريان آشفته نانوسيال مبدل حرارتي صفحهاي
چكيده انگليسي :
Numerical Study of Heat Transfer Enhancement in a Plate Fin HeatExchanger Using Nanofluids and Inclined Block Shape Vortex Generator Hesam Khajehzadeh Bafti h khajehzadeh@me iut ac ir Date of Submission 2014 02 01 Department of Mechanical Engineering 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 simulations of the turbulent flow and heat transfer in a channel as a partof a plate finned heat exchanger are performed by a commercial software Fluent The selected Reynoldsnumber is in the range of 400 2000 for water and nano fluid is employed as working fluids For enhancingheat transfer and increasing the performance of heat exchanger the effects of using nano fluid and blockshaped vortex generators are investigated By comparing the results of several turbulence modelsemployed finally K SST model is selected as adequate turbulence model in all simulations Thermal performance parameter E is used as a measure for the amount of the heat transfer enhancementrelative to the pressure drop In this study the effects of different geometrical parameters of the vortexgenerators such as attack angle length height longitudinal and transverse position and the number areinvestigated and finally the best specifications which provide high thermal performance and heat transfer are adopted for the vortex generators A row of plate heat exchanger is formed with six single channelelements including four optimum vortex generators The effects of nano fluid on the performance andheat transfer of a single channel element and a row of plate heat exchanger are investigated In chapter one of this work the mechanisms of the heat transfer enhancement such as using the nanofluids and vortex generators are described In chapter two a review on the published studies using nanofluids and vortex generators as the methods for heat transfer enhancement is presented and discussed Inchapter three the problems under consideration are introduced and the governing equations turbulenceequations and the relations for different nano fluids properties are introduced In chapter four bycomparing the results of air stream in channel with those of DNS simulation the validation of the resultsis confirmed Also an investigation on choosing the best nano particles between Al2O3 TiO2 CuO andbase fluids of water and ethylene glycol is performed and it is found that nano fluid of water TiO2 hashigher thermal performance and it is selected as adequate working fluid In chapter five the geometricalparameters of the vortex generators such as angle of attack height length longitudinal and transverseposition number are investigated and the suitable ones are introduced where high heat transfer andthermal performance are achieved In chapter six a row of plate heat exchanger with six optimum singleelements are formed and the effects of vortex generators and nano fluid are investigated The resultsindicate that using of vortex generator and nano fluid can enhance heat transfer 341 in comparison withthat for the smooth channel with the water as working fluid KeywordsHeat transfer enhancement plate finned heat exchanger thermal performance block shapedvortex generators nano fluids numerical simulation
استاد راهنما :
احمد سوهانكار
استاد مشاور :
احمدرضا پيشه ور
استاد داور :
محسن ثقفيان، محمدرضا سليم پور
