IR
۴۱۵۷پ
فارسی
IR
بررسی عددی تأثیر شکل و چیدمان پره‌ها در انتقال حرارت جریان نانوسیال به روش دوفازی در میکروکانال
[پایان‌نامه]
Numerical study on the Effects of the Fins Shape and Layout on Heat Transfer characteristics of Nanofluid by Two-Phase method in Microchannel
/امیر رادمرد
: مهندسی مکانیک
، ۱۳۹۹
۹۰ص.
:
زبان: فارسی
زبان چکیده: فارسی
چاپی - الکترونیکی
مصور، جدول، نمودار
کارشناسی ارشد
مهندسی مکانیک- تبدیل انرژی
۱۳۹۹/۱۱/۰۱
صنعتی سهند
در این پژوهش عملکرد حرارتی و هیدرودینامیکی نانوسیالات برای انتقال حرارت اجباری در یک میکروکانال با پین فین‌ها به‌صورت عددی با دو روش مدل‌سازی تک‌فازی و دوفازی اویلری-لاگرانژی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت .برای این منظور از یک کانال با طول، عرض و ارتفاع به ترتیب ۱۰۰، ۲۰ و ۱ میلی‌متر برگرفته شده از یک مقاله آزمایشگاهی با شرایط شار حرارتی ثابت استفاده شد .در مرحله اول از نانوسیال آب/اکسید آلومینیوم با کسر جرمی ۰/۶ درصد برای بررسی ویژگی‌های هندسه پین فین‌ها از سه سطح مقطع دایره‌ای، نیم‌دایره‌ای و قطره‌ای با دو چیدمان خطی و متقاطع در یک جریان آرام با محدوده رینولدز ۵۰۰-۱۰۰ استفاده شد و بالاترین ضریب انتقال حرارت با نانوسیال به ترتیب متعلق به پین فین‌های نیم‌دایره‌ای، دایره‌ای و قطره‌ای به دست آمد که به ترتیب ۲۴/۱ و ۲۱/۶ و ۲۰/۵۵ درصد نسبت به حالت استفاده از آب بهبود داشته است .همچنین طبق نتایج به‌دست‌آمده تأثیر نانوسیال در بهبود عملکرد حرارتی چیدمان متقاطع پین فین‌ها کمتر از چیدمان خطی بوده و همچنین با مقایسه نتایج بین دو حالت مدل‌سازی مشخص شد که اختلاف بین نتایج ضریب انتقال حرارت با عرض پین فین‌ها رابطه مستقیم دارد و هر چه‌قدر عرض پین فین‌ها بیشتر باشد، باعث افزایش اختلاف نتایج بین مدل‌سازی تک‌فازی و دوفازی می‌شود .در بخش‌های بعدی اثر قطر و نوع و کسر جرمی نانوذرات بر روی عملکرد حرارتی و جریان نانوسیالات مورد بررسی قرار گرفت .در این بخش نتایج نشان می داد که، هرچه قدر قطر نانوذرات کوچک‌تر شود، عملکرد حرارتی افزایش می‌یابد .همچنین بررسی‌های افت فشار نشان‌دهنده آن است که با افزایش قطر نانوذرات افت فشار جریان نانوسیالات افزایش می‌یابد .در ادامه با تغییر نوع نانوسیال به آب/اکسید تیتانیوم تأثیر پارامتر ضریب هدایت حرارتی نانوذرات در تفاوت نتایج بین دو مدل‌سازی مورد بررسی قرار گرفت که طبق نتایج با افزایش ضریب هدایت حرارتی نانوذرات اختلاف نتایج بین دو مدل‌سازی تا ۱/۳ درصد بیشتر می‌شود .همچنین طبق نتایج به‌دست‌آمده با افزایش کسر جرمی نانوذرات به ۱/۲ و ۱/۸ درصد عملکرد حرارتی نانوسیال به‌صورت غیرخطی افزایش می‌یابد و اختلاف بین نتایج دو مدل‌سازی کمتر خواهد شد.
In this study, the thermal and hydrodynamic performance of nanofluids in forced heat transfer in a microchannel with pinfins were studied numerically using single-phase and two-phase Eulerian-Lagrangian modeling methods. AL2O3/water with mass fraction of 0.6 used to investigate the geometry characteristics of pinfins with cross-sectional areas: circular, semi-circular, drip with two linear and staggered arrangements in a laminar flow with a Reynolds range of 100-500. The results illustrate that utilising the nanofluid enhanced the heat exchange capacity of the microchannel regardless of the pinfin configuration. However, an appropriate pinfin shape and arrangement can supersede the advantage of employing nanofluid coolants. The highest heat transfer coefficient belonged to semicircular, circular and drop fins, which were 24.1, 21.6 and 20.55 higher respectively compared to the water and The difference between single-phase and two-phase modeling depends on the cross-sectional width of the pinfins. In the next step the effect of diameter, type and mass fraction of nanoparticles on thermal performance and flow of nanofluids was investigated. The results showed that increasing particles diameter reduces the thermal enhancement by both increasing the pressure drop and decreasing the heat transfer coefficient and With the increase of Thermal conductivity of nanoparticles The difference between the results of two models also increases up to 1.3 . According to the obtained results, by increasing the mass fraction of the nanoparticles to 1.2 and 1.8 , the thermal performance of the nanofluid increases non-linearly and the difference between the results of the two models decreases.
ba
Numerical study on the Effects of the Fins Shape and Layout on Heat Transfer characteristics of Nanofluid by Two-Phase method in Microchannel
نانوسیال
میکروکانال
انتقال حرارت
دوفازی
پین فین
Nanofluid, Heat Transfer, Microchannel, Heat Transfer, Pinfin
نانوسیال، میکروکانال، انتقال حرارت، دوفازی، پین فین
رادمرد، امیر
حسین‌پور، سیامک، استاد راهنما
ایران
20230812
مکانیک ،۸۰۴۷۲ ،۱۳۹۹
ت ی‌ددع ی‌سرربأل‌اناکورکیم رد ی‌زافود ش‌ور ه‌ب ل‌ایسونان ن‌ایرج ت‌رارح ل‌اقتنا رد اهه‌رپ ن‌امدیچ و ل‌کش ریث.pdf
عادی
عادی
4157.pdf
p80472.pdf
0
ایمانی
متن
0
پ۴۱۵۷
فارسی
نمایه‌سازی قبلی
pe
TF
92029
1
a
Y
