پایان نامه ارشد: انتقال حرارت جابه جایی اجباری نانوسیال غیرنیوتنی تحت جریان مغشوش در میکرولوله |
کلیدواژهها: میکروکانال، نانوسیال، غیرنیوتنی، انتقال حرارت جابهجایی، جریان مغشوش، عدد ناسلت
فهرست مطالب
عنوان
صفحه
فهرست مطالب
هفت
فهرست جدولها
ده
فهرست شکلها
یازده
فهرست علائم
سیزده
فصل اول- مقدمه
1
1-1 میکروکانالها
2
1-2 تغییر خاصیت رئولوژیکی سیال
2
1-3 مواد افزودنی به مایعات
2
فصل دوم-میکروکانالها
4
2-1 چکیده
4
2-2 تاریخچه میکروکانالها
5
2-3 معرفی میکروکانالها
5
2-4 طبقهبندی میکروکانالها و مینیکانالها
6
2-5 مزایا و چالشهای میکروکانالها
7
2-6 روشهای ساخت میکروکانالها
8
2-6-1 فناوری متداول
9
2-6-2 تغییر شکل میکرو
9
2-6-3 اره کردن میکرو (برشکاری میکرو)
10
2-6-4 تکنولوژی مدرن
10
2-6-5 MEMS (سیستم میکرو الکترومکانیک)
10
2-6-6 ماشینکاری میکرو لیزر
10
2-7 جریان تک فاز در میکروکانالها
11
2-8 روابط افت فشار
11
2-9 روابط انتقال حرارت
13
2-9-1 جریان مغشوش
13
2-10 کاربردهای میکروکانالها
14
فصل سوم- سیالات غیر نیوتنی
15
3-1 طبقهبندی سیالات غیر نیوتنی
15
3-1-1 سیالات غیر نیوتنی مستقل از زمان
16
3-1-2 مدل قاعده توانی
18
3-1-3 مدل کراس
18
3-1-4 مدل کارئو
19
3-1-5 مدل الیس
19
3-1-6 سیالات غیر نیوتنی تابع زمان
19
3-1-7 سیالات ویسکوالاستیک
21
فصل چهارم- نانوسیالات
22
4-1 مفهوم نانوسیالات
22
4-2 مزایای نهان نانوسیال
24
4-3 تهیه نانوسیال
26
4-4 خواص ترموفیزیکی نانوسیالات
28
4-4-1 چگالی
28
4-4-2 گرمای ویژه
28
4-4-3 لزجت
29
4-4-4 ضریب هدایت حرارتی
31
4-5 فناوری نانو
37
4-6 تولید نانوذرات
38
4-6-1 فرآیندهای حالت بخار
38
4-6-2 فرآیند حالت مایع و حالت جامد
39
4-6-3 تولید نانوذرات با استفاده از روش سیال فوق بحرانی
40
4-7 نانولولهها
41
4-8 انتقال حرارت جابهجایی در نانوسیالات
42
4-8-1 جابهجایی اجباری در نانوسیالات
43
4-8-2 مدلهای ریاضی تعیین ضریب انتقال حرارت جابهجایی نانوسیالات
43
4-8-3 انتقال حرارت جابهجایی طبیعی
47
فصل پنجم- اغتشاش
48
5-1 مقدمه
48
5-2 ویژگیهای جریان اغتشاشی سیالات
50
5-3 مدلهای اغتشاشی
51
5-3-1 مدل K-E
51
5-3-2 استفاده از تابع جریان در مدل K-E برای اعداد رینولدز بالا
52
5-3-3 مدل K-E در اعداد رینولدز پایین
53
5-3-4 مدل RNG
53
5-3-5 مدل K-W
54
5-3-6 مدل تنش رینولدزی (RSM)
55
فصل ششم- مطالعات آزمایشگاهی، عددی و تئوریک
56
6-1 مقدمه
56
6-2 مطالعات آزمایشگاهی
57
6-3 مطالعات تئوریک
60
6-4 مطالعات عددی
63
فصل هفتم- بیان مسئله
67
7-1 مقدمه
67
7-2 تشریح مسئله
68
7-3 تعیین خواص ترموفیزیکی نانوسیال
69
7-4 استقلال شبکه و تعیین شرایط مرزی
71
فصل هشتم- نتایج
73
8-1 محاسبه خواص ترموفیزیکی نانوسیال
73
8-2 محاسبه ضریب انتقال حرارت جابهجایی و عدد ناسلت
74
8-3 اعتبار سنجی
77
8-4 محاسبه ضریب انتقال حرارت جابهجایی و عدد ناسلت سیال غیرنیوتنی پایه
78
8-5 تأثیر غلظت نانوذرات بر ضریب انتقال حرارت جابهجایی و عدد ناسلت
80
8-6 تأثیر اندازه نانوذرات بر ضریب انتقال حرارت جابهجایی
86
8-7 تأثیر عدد رینولدز بر ضریب انتقال حرارت جابهجایی نانوسیال و عدد ناسلت
89
فصل نهم- جمعبندی و پیشنهادها
93
9-1 جمعبندی
93
9-2 پیشنهادها
94
مراجع
95
Abstract
103
فهرست جدولها
عنوان
صفحه
جدول 2-1 روشهای ساخت میکروکانالها
8
جدول 2-2 خلاصهای از برخی از روشهای ساخت میکروکانالها
9
جدول 2-3 مقادیر مشخصه جریان آرام در کانالهای مدور و غیر مدور
13
جدول 4-1 مدلهای لزجت برای نانوسیالات
30
جدول 4-2 تعیین متغیرb برای استفاده در رابطه (4-14)
33
جدول 5-1 تاریخچه مختصر از شخصیتها و نظریات تأثیرگذار
49
جدول 7-1 رینولدز بحرانی در میکروکانالهای مدور
68
جدول 7-2 استقلال شبکه
71
جدول 8-1 خواص ترموفیزیکی محاسبه شده برای نانوسیال موردتحقیق
74
جدول 8- 2 ضریب و اندیس قاعده توانی در غلظتهای موردنظر
74
جدول 8-3 مقایسه عدد ناسلت میانگین سیال نیوتنی آب به دو روش در رینولدزهای متفاوت
78
فهرست شکلها
عنوان
صفحه
شکل 3–1 منحنیهای تنش برشی در برابر نرخ برش برای سیالات مستقل از زمان
17
شکل 3–2 منحنیهای تنش برشی در برابر نرخ برش برای سیالات غیر نیوتنی تابع از زمان
21
شکل 4-1 ضریب هدایت حرارتی بعضی از مواد
24
شکل 7-1 دامنه حل و هندسه جریان
69
شکل 7-2 شبکهبندی در راستای شعاع و راستای طول
71
شکل 8-1 تغییرات دماهای دیواره و میانگین سیال غیرنیوتنی پایه در رینولدز 14700
75
شکل 8-2 تغییرات دماهای دیواره و میانگین نانوسیال غیرنیوتنی حاوی ذرات اکسید مس با درصد غلظت 5/1 و اندازه 100 نانومتر در رینولدز 14700
76
شکل 8-3 تغییرات دماهای دیواره و میانگین سیال غیرنیوتنی پایه و نانوسیال غیرنیوتنی در رینولدز 14700
77
شکل 8-4 تغییرات ضریب انتقال حرارت موضعی سیال غیرنیوتنی پایه در طول لوله و اثر عدد رینولدز
79
شکل 8-5 تغییرات عدد ناسلت موضعی سیال غیرنیوتنی پایه در سه رینولدز مختلف
80
شکل 8-6 اثر غلظت ذرات و عدد رینولدز بر ضریب انتقال حرارت جابهجایی میانگین برای ذرات با اندازه 25 نانومتر
80
شکل 8-7 اثر غلظت ذرات و عدد رینولدز بر ضریب انتقال حرارت جابهجایی میانگین برای ذرات با اندازه 50 نانومتر
81
شکل 8-8 اثر غلظت ذرات و عدد رینولدز بر ضریب انتقال حرارت جابهجایی میانگین برای ذرات با اندازه 100 نانومتر
82
شکل 8-9 اثر غلظت ذرات و عدد رینولدز بر عدد ناسلت میانگین برای ذرات با اندازه 25 نانومتر
83
شکل 8-10 اثر غلظت ذرات و عدد رینولدز بر عدد ناسلت میانگین برای ذرات با اندازه 50 نانومتر
84
شکل 8-11 اثر غلظت ذرات و عدد رینولدز بر عدد ناسلت میانگین برای ذرات با اندازه 100 نانومتر
85
شکل 8-12 تغییرات ضریب انتقال حرارت جابهجایی میانگین نسبت به تغییر اندازه نانوذرات در رینولدز 2500
86
شکل 8-13 تغییرات ضریب انتقال حرارت جابهجایی میانگین نسبت به تغییر اندازه نانوذرات در رینولدز 4500
87
شکل 8-14 تغییرات ضریب انتقال حرارت جابهجایی میانگین نسبت به تغییر اندازه نانوذرات در رینولدز 14700
88
شکل 8-15 اثر رینولدز بر ضریب انتقال حرارت جابهجایی موضعی نانوسیال در غلظت 5/0 درصد حجمی ذرات و اندازه 25 نانومتر90
89
شکل 8-16 اثر رینولدز بر ضریب انتقال حرارت جابهجایی موضعی نانوسیال در غلظت 5/0 درصد حجمی ذرات و اندازه 50 نانومتر
90
شکل 8-17 اثر رینولدز بر ضریب انتقال حرارت جابهجایی موضعی نانوسیال در غلظت 5/0 درصد حجمی ذرات و اندازه 100 نانومتر
90
شکل 8-18 اثر رینولدز بر عدد ناسلت موضعی نانوسیال در غلظت 5/0 درصد حجمی ذرات و اندازه 25 نانومتر
91
شکل 8-19 اثر رینولدز بر عدد ناسلت موضعی نانوسیال در غلظت 5/0 درصد حجمی ذرات و اندازه 50 نانومتر
91
شکل 8-20 اثر رینولدز بر عدد ناسلت موضعی نانوسیال در غلظت 5/0 درصد حجمی ذرات و اندازه 100 نانومتر
92
فهرست علائم:
علائم:
A- مساحت
Ac– سطح مقطع
Cp– گرمای ویژه در فشار ثابت
dp- اختلاف فشار
dh– قطر هیدرولیکی
dp – قطر ذرات
D- قطر
h- ضریب انتقال گرمای جابجایی
k- ضریب هدایت گرمایی، ضریب قاعده توانی
K- ضریب قاعده توانی
KB– ثابت بولتزمن
L- طول
n- توان قاعده توانی
Nu- عدد ناسلت
NA– عدد آووگادرو
P – فشار
Pe- عدد پکله
Pr- عدد پرانتل
Pw– محیط خیس شده
q“– شار حرارتی
Re- عدد رینولدز
Recr– عدد رینولدز بحرانی
T- دما
فرم در حال بارگذاری ...
[شنبه 1398-07-06] [ 12:02:00 ب.ظ ]
|