پایان نامه : تحلیل عددی تاثیر نانوسیال و تراکم توزیع فین بر عملکرد حرارتی و هیدرولیکی یک جاذب حرارتی با میکروپین فین های قطره ای شکل

فایل زیر شامل

۱- عدد فایل ورد(قابل ویرایش) پایان نامه ارشد به همراه فایل پی دی اف به تعداد ۷۷ صفحه است.

۲- فایل نرم افزاری و ستاپ حل برای فصل چهارم پایان نامه است.(فلوئنت، گمبیت)

عنوان:

تحلیل عددی تاثیر نانوسیال و تراکم توزیع فین بر عملکرد حرارتی و هیدرولیکی یک جاذب حرارتی با میکروپین فین های قطره ای شکل

چکیده

در مطالعه حاضر، تاثیر نانوسیال و تراکم توزیع فین بر عملکرد حرارتی و هیدرولیکی یک جاذب حرارتی با میکروپین‌فین‌های قطره‌ای شکل مورد مطالعه قرار گرفته است. جریان نانوسیال آرام بوده و عدد رینولدز برابر ۱۰۰ می‌باشد. پین‌فین‌های قطره‌ای شکل در دو آرایش مربعی و لوزوی بررسی شده و برای هر آرایش، سه تراکم توزیع فین مختلف مدلسازی شده است تا در مجموع شش هندسه مختلف مورد بررسی قرار بگیرد. سه تراکم بررسی شده در آرایش مربعی به ترتیب شامل ۴، ۹ و ۱۵ فین و سه تراکم بررسی شده در آرایش لوزوی به ترتیب شامل ۶، ۸ و ۱۴ فین می‌باشند و از نانوسیال‌های آب-اکسید آلومینیوم و آب-اکسید مس با کسرهای حجمی یک درصد و چهار درصد استفاده شده است. نانوسیال سوم نیز نانوسیال آب-اکسید نقره است که به منظور اعتبارسنجی استفاده شده است. از نرم افزار گمبیت برای طراحی هندسه ها و شبکه‌بندی آن‌ها و از نرم افزار فلوئنت برای تحلیل استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهد که استفاده از فین‌های قطره‌ای شکل به جای فین‌های دایره‌ای شکل باعث می‌شود دمای خروجی نانوسیال ۰٫۰۶ درصد افزایش پیداکرده و همچنین کار پمپ ۶٫۹ درصد کاهش ‌یابد. همچنین استفاده از نانوسیال آب-اکسید آلومینیوم در مقایسه با آب باعث افزایش ۰٫۴ درصدی دمای خروجی می‌شود، در حالی که کار پمپ فقط یک درصد افزایش می‌یابد. مقایسه نتایج برای آرایش‌های مختلف نشان می‌دهد در تراکم فین کم، آرایش‌های لوزوی دمای خروجی بیشتری نسبت به آرایش‌های مربعی دارند. در حالی که در تراکم فین متوسط، آرایش‌های مربعی دمای خروجی بیشتری فراهم می‌کنند و در کلیه تراکم فین‌ها آرایش‌های لوزوی کار پمپ بیشتری نسبت به آرایش‌های مربعی نیاز دارند.

فهرست جداول

جدول ۳-۱         پارامتر های طراحی در آرایش فین

جدول ۳-۲         قیدهای بعد دار مسئله

جدول ۳-۳         پارامترهای اثرگذار بعددار

جدول ۳-۴         پارامترهای اثرپذیر بعددار

جدول۳-۵          مشخصات نانوسیال آب-نقره استفاده شده در مطالعه مینگژنگ و همکاران [۶]

جدول ۳-۶         نحوه تولید شبکه در مدل.

جدول ۴-۱         مقایسه نتایج فین قطره‌ای با فین دایره‌ای در هندسه پایه

جدول ۴-۲         نتایج حاصل از اثر اضافه کردن نانو ذره

جدول ۴-۳         نتایج برای نانو سیال آب- اکسید آلومینیوم با کسر حجمی ۰٫۰۱

جدول ۴-۴         نتایج برای نانو سیال آب اکسید آلومینیوم با کسر حجمی ۰٫۰۴

جدول ۴-۵         نتایج برای نانو سیال آب اکسید مس با کسر حجمی ۰٫۰۱

جدول ۴-۶         نتایج برای نانو سیال آب اکسید مس با کسر حجمی ۰٫۰۴

 

 

فهرست اشکال

شکل ۱-۱          شماتیکی از یک جاذب حرارتی میکرو‌پین‌فین

شکل ۱-۲          انواع شکل فین

شکل ۱-۳          انواع آرایش فین

شکل ۳-۱          نمایی از میکرو کانال

شکل ۳-۲          شماتیک فین قطره‌ای

شکل ۳-۳          آرایش فین‌ها در مطالعه مینگژنگ و همکاران [۶]

شکل ۳-۴          شماتیکی از فین قطره‌ای شکل استفاده شده در مطالعه مینگژنگ و همکاران [۶]

شکل ۳-۵          تغییر ضریب انتقال حرارت با سرعت ورودی.

شکل ۳-۶          تغییر مقاومت حرارتی با کار پمپ

شکل ۳-۷          تغییرات دما در طول کانال در پنج شبکه‌بندی مختلف

شکل ۴-۱          کانتور دما در هندسه پایه برای الف)- فین قطره‌ای و ب)- فین دایره‌ای

شکل ۴-۲          کانتور دما برای الف)-آب خالص و ب)- آب-اکسید آلومینیوم با کسر حجمی ۴ درصد

شکل ۴-۳          کانتور دمای آرایش‌های مختلف فین برای آب-اکسیدآلومینیوم ۱ درصد

شکل ۴-۴          وکتور سرعت آرایش‌های مختلف فین برای آب-اکسیدآلومینیوم ۱ درصد

شکل ۴-۵          کانتور دمای آرایش‌های مختلف فین برای آب-اکسید آلومینیوم ۴ درصد

شکل ۴-۶          وکتور سرعت آرایش‌های مختلف برای آب-اکسیدآلومینیوم ۴ درصد

شکل ۴-۷          کانتور دمای آرایش‌های مختلف فین برای آب-اکسید مس ۱ درصد

شکل ۴-۸          وکتور سرعت آرایش‌های مختلف برای آب-اکسید مس ۱ درصد

شکل ۴-۹          کانتور دمای آرایش‌های مختلف فین برای آب اکسید مس ۴ درصد

شکل ۴-۱۰        وکتور سرعت آرایش های مختلف برای آب-اکسید مس ۴ درصد

شکل ۴-۱۱          دماهای خروجی آب-اکسید آلومینیوم

شکل ۴-۱۲          دماهای خروجی آب-اکسید مس

شکل ۴-۱۳           مقادیر کار پمپ برای نانوسیال آب-اکسید آلومینیوم

شکل ۴-۱۴           مقادیر کار پمپ برای نانوسیال آب-اکسید مس

شکل ۴-۱۵           مقادیر نرخ انتقال حرارت پایه فین برای نانوسیال آب-اکسید آلومینیوم

شکل ۴-۱۶           مقادیر نرخ انتقال حرارت برای نانوسیال آب-اکسید مس

 

 

 

 

فهرست علائم

 

علامت واحد شرح
ظرفیت گرمایی ویژه بی بعد
قطر هیدرولیکی
طول بی بعد کانال
k دمای دیواره
سرعت سیال بی بعد
ویسکوزیته بی بعئد
چگالی بی بعد
Cp J/kg.K ظرفیت گرمایی ویژه نانوسیال
Cp,f J/kg.K ظرفیت گرمایی ویژه سیال پایه
Cp,p J/kg.K ظرفیت گرمایی ویژه نانوذرات
df قطر مولکول‌های سیال پایه
dp قطر نانوذرات
H عرض کانال
Hs قطر فین
k W/m.K ضریب هدایت حرارتی نانوسیال
K* ضریب هدایت حرارتی بی بعد
kb ثابت بولتزمن
kf W/m.K ضریب هدایت حرارتی سیال پایه
kp W/m.K ضریب هدایت حرارتی نانوذرات
L طول کانال
p Pa فشار استاتیکی
P* فشار بی بعد
Po Pa فشار (نانوسیال) در خروجی کانال
Pr عدد پرانتل
R قطر قسمت نیم‌دایره‌ای فین
Re عدد رینولدز
T k دمای سیال
T* دمای بی بعد
Tf k دمای پایه فین
Ti k دمای ورودی نانوسیال
Tw k دمای متوسط دیواره
u m/s سرعت سیال
Ui m/s سرعت ورودی نانوسیال
V m/s سرعت میانگین جرمی نانوسیال
V* سرعت میانگین جرمی نانوسیال بی بعد
Wp w کار پمپ
X* مختصات بی بعد
Y* مختصات بی بعد
μ Kg/ms ویسکوزیته نانوسیال
ρ Kg/m3 چگالی نانوسیال
ρf Kg/m3 چگالی سیال پایه
ρp Kg/m3 چگالی نانوذرات
ϕ % کسر حجمی نانوذرات
مسافت آزاد میانگین مولکول‌های آب

 

 

 

فهرست مطالب

۱-                   فصل اول مقدمه. ۱۲

۱-۱-                                            مقدمه. ۱۳

۱-۲-                                             دسته‌بندی انواع جاذب‌های حرارتی میکروپین‌فین.. ۱۵

۱-۲-۱-                  از نظر شکل فین: ۱۵

۱-۲-۲-                    از نظر آرایش فین: ۱۵

۱-۳-                                            اهداف تحقیق.. ۱۶

۱-۴-                                            اهمیت موضوع تحقیق و انگیزش انتخاب آن. ۱۶

۱-۵-                                            سوالات و فرضیات تحقیق.. ۱۷

۱-۵-۱-      سوالات.. ۱۷

۱-۵-۲-      فرضیات.. ۱۷

۱-۶-                                             روش تحقیق.. ۱۸

۲-                    فصل دوم مروری بر پژوهش‌های پیشین. ۱۹

۳-                    فصل سوم معادلات حاکم و روش حل عددی. ۲۴

۳-۱-                                            تعریف مسئله. ۲۵

۳-۲-                                            فرضیات تحقیق.. ۲۷

۳-۳-                                            خواص ترموفیزیکی نانو سیال. ۲۸

۳-۳-۱-      چگالی.. ۲۸

۳-۳-۲-                       ظرفیت گرمایی ویژه ۲۸

۳-۳-۳-                          ضریب هدایت حرارتی.. ۲۹

۳-۳-۴-           ویسکوزیته. ۲۹

۳-۳-۵-                                                           ظرفیت گرمایی ویژه معادل هر یک از فازها ۳۰

۳-۳-۶-                                                              ضریب هدایت حرارتی معادل هر یک از فازها ۳۰

۳-۳-۷-                                            ویسکوزیته معادل هر یک از فازها ۳۱

۳-۴-                                            معادلات حاکم و شرایط مرزی.. ۳۲

۳-۴-۱-                 معادله پیوستگی.. ۳۲

۳-۴-۲-               معادله مومنتوم. ۳۲

۳-۴-۳-                                       معادله انرژی برای حوزه سیال. ۳۲

۳-۵-                                            شرایط مرزی.. ۳۳

۳-۵-۱-                     شرایط مرزی کانال. ۳۳

۳-۵-۲-                        شرط ورودی گرمایی.. ۳۳

۳-۵-۳-                      شرایط مرزی دیواره ۳۳

۳-۵-۴-                         شرایط مرزی خروجی.. ۳۳

۳-۶-                                             پارامترهای مهم در محاسبات.. ۳۴

۳-۷-                                            معادلات بی بعد حاکم. ۳۵

۳-۷-۱-                     شرایط مرزی کانال. ۳۶

۳-۸-                                            روش حل.. ۳۷

۳-۹-                                            اعتبار سنجی.. ۳۷

۳-۱۰-                                          بررسی استقلال نتایج شبیه‌سازی از شبکه. ۴۰

۴-                    فصل چهارم نتایج. ۴۲

۴-۱-                                            مقدمه. ۴۳

۴-۲-                                            برسی اثر شکل فین.. ۴۳

۴-۳-                                            بررسی اثر اضافه کردن نانوذره به سیال پایه آب خالص… ۴۴

۴-۴-                                            برسی آرایش‌های مختلف فین برای آب- اکسید آلومینیوم. ۴۵

۴-۴-۱-                     کسر حجمی ۰٫۰۱. ۴۶

۴-۴-۲-                     کسر حجمی ۰٫۰۴. ۴۸

۴-۵-                                            برسی آرایش‌های مختلف فین برای آب اکسید مس… ۵۱

۴-۵-۱-                     کسر حجمی ۰٫۰۱. ۵۱

۴-۵-۲-                     کسر حجمی ۰٫۰۴. ۵۳

۴-۶-                                             نتیجه گیری.. ۵۶

۵-                   فصل پنجم نتیجه گیری و پیشنهادات.. ۶۰

۵-۱-                                            نتیجه‌گیری.. ۶۱

۵-۲-                                            پیشنهادها ۶۱

  • softmec
  • هیچ
  • 15 بازدید
  • 06 آوریل 22
برچسبها
محصولات مرتبط

دیدگاهی بنویسید.

0