مطالعه افزایش ضریب انتقال حرارت در محیط متخلخل با استفاده از نانوذرات رسانا از راه شبیه‏سازی cfd

Authors

محمدرضا رخ فروز

دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران ملیحه برآهویی

دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه اصفهان، ایران سید شهاب الدین آیت اللهی

دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

abstract

برای استفاده از نانوفناوری در ازدیاد برداشت حرارتی برای افزایش راندمان انتقال حرارت، در این تحقیق افزایش ضریب انتقال حرارت با استفاده از نانوفناوری بررسی شده است. در بخش آزمایشگاهی این تحقیق، ابتدا با افزودن نانوذره اکسید مس(به‏عنوان یکی از متداول‏ترین نانوذرات استفاده‏شده در این زمینه) به سیال پایه‏آبی، نانوسیالی پایدار و یک‏نواخت برای استفاده از خواص حرارتی بالای آن تهیه و سپس به درون مغزه تزریق شد. نتایج به‏دست‏آمده پس از تزریق نانوسیال با غلظت 01/0 مولار بیانگر افزایش قابل‏توجه ضریب هدایت حرارتی نسبت به سنگ خشک‏اند(25%) در حالی که آب مقطر تنها 6% ضریب انتقال حرارت را بهتر کرد. در بخش مدل‏سازی این کار تحقیقاتی، با استفاده از ساختار واقعی سنگ به بررسی عددی انتقال حرارت در این نمونه پرداخته شد. برای این منظور دو تصویر از دو مقطع مغزه آزمایش‏شده تهیه شد و از پردازش آنها دو مدل واقعی به دست آمدند که با اعمال شرایط اولیه و شرایط مرزی موجود، نتایج حاصل از شبیه‏سازی عددی با روش اجزای محدود افزایش ضریب هدایت حرارتی موثر تحت‏تاثیر نانوذرات رسانا را تایید کردند. نتایج شبیه‏سازی پس از تزریق نانوسیال با استفاده از مدل های شماره یک و شماره دو بیانگر افزایش 14 و 8% ضریب هدایت حرارتی نسبت به سنگ خشک‏ و در نتیجه افزایش بازده انتقال حرارت‏اند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان دادند که روش دینامیک سیالات محاسباتی را می توان به‏عنوان یک روش قابل‏اعتماد در حل این مسئله به کار برد.

Upgrade to premium to download articles

Sign up to access the full text

Already have an account?login

similar resources

مطالعه افزایش ضریب انتقال حرارت در محیط متخلخل با استفاده از نانوذرات رسانا از راه شبیه‏سازی CFD

برای استفاده از نانوفناوری در ازدیاد برداشت حرارتی برای افزایش راندمان انتقال حرارت، در این تحقیق افزایش ضریب انتقال حرارت با استفاده از نانوفناوری بررسی شده است. در بخش آزمایشگاهی این تحقیق، ابتدا با افزودن نانوذره اکسید مس(به‏عنوان یکی از متداول‏ترین نانوذرات استفاده‏شده در این زمینه) به سیال پایه‏آبی، نانوسیالی پایدار و یک‏نواخت برای استفاده از خواص حرارتی بالای آن تهیه و سپس به درون مغزه تز...

full text

مطالعه عددی انتقال حرارت جابه جایی طبیعی نانوسیال در یک محیط متخلخل مربعی شکل با استفاده از روش شبکه بولتزمن

In this study, for the first time natural convection heat transfer of Al2O3-water nanofluid with constant and variable properties is investigated within square shape porous media using the lattice Boltzmann method. The horizontal walls of the cavity are insulated, and left and right vertical walls are hot and cold, respectively. The Study have been carried out for Rayleigh numbers of 103, 10...

full text

تحلیل عددی انتقال حرارت سیال غیر نیوتنی در محیط متخلخل

در این مقاله از روش شبکۀ بولتزمن در بررسی جریان جابجایی اجباری و انتقال حرارت سیال غیر نیوتنی توانی بین دو صفحه موازی که به صورت جزئی با محیط متخلخل پر شده، استفاده شده است. محیط متخلخل با موانع مربعی، با آرایش منظم ایجاد گردیده است که امکان بررسی جریان‌های پیچیده در مقیاس حفره را فراهم می‌کند. علی‌رغم استفاده زیاد از روش شبکۀ بولتزمن، بررسی انتقال حرارت با چیدمان موضعی ماده متخلخل و استفاده از...

full text

حل نیمه تحلیلی اثر نانوذرات و میدان مغناطیسی بر انتقال حرارت از یک دیوار متخلخل

در مقاله حاضر اثر نانوذرات بر میزان انتقال حرارت جابجایی آزاد غیر دارسی، روی سطح دیوار متخلخل عمودی تحت میدان مغناطیسی مطالعه شده است. دیوار بادمای سطح ثابت در مجاورت محیط با دمای ثابت قرار دارد. سیال پایه آب است که شامل نانوذرات مختلفی مانند 〖Al〗_2 O_(3 ) ، CuO و Cu می باشد. جریان آرام و آب و نانوذرات در تعادل گرمایی فرض می شوند که شرط عدم لغزش بین آنها حاکم است. معادلات دیفرانسیل جزئی حاکم بر...

full text

استفاده از روش هموتوپی پرتوربیشن برای تحلیل انتقال حرارت همرفت اجباری سیال محیط متخلخل در درون محفظه استوانه¬ای

در این مقاله، به تحلیل جریان همرفت اجباری و لایه‌ای کاملاً  توسعه یافته در داخل یک لوله مدور حاوی مواد اشباع شده و متخلخل با  شار حرارتی یکنواخت در دیواره‌ها، با استفاده از روش هموتوپی پرتوربشن پرداخته شده است. همچنین در این مقاله، در ناحیه متخلخل برای معادله مومنتوم از مدل بریکمن استفاده شده است که مناسب برای محیط متخلخل است و از اهمیت عملی بالایی برخوردار است. از روش WKB برای ارزش‌های کوچکی از...

full text

بررسی تجربی ضریب انتقال حرارت بطریقه جابجایی در جریان آرام تکفاز با استفاده از سیم پیچ

در مقاله حاضر مطالعات آزمایشی روی افت فشار ایزوترمال و ضریب انتقال حرارت جابجایی روغن برای جریان آرام در لوله صاف و هفت لوله با سیم پیچ داخلی با قطر و گامهای مختلف انجام شده است . دستگاهی که در این بررسی مورد استفاده قرار گرفته است ، در واقع یک سیکل روغن مجهز به کلیه وسائل اندازه گیری مورد نیاز می باشد. گرم کن(هیتر)این سیستم یک تبادل گر حرارتی دو لوله ای با جریان مخالف می باشدکه در لوله داخلی ر...

full text

My Resources

Save resource for easier access later


Journal title:
پژوهش نفت

جلد ۲۶، شماره ۵-۹۵، صفحات ۷۴-۸۷

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023