بررسی دو فازی جریان و انتقال حرارت نانوسیال در یک میکروکانال انبساط ناگهانی

thesis
abstract

چکیده با توجه به اهمیت و رشد سریع سیستم های میکروفلوئیدیک، نظیر میکروکانال انبساطی، بررسی جریان و انتقال حرارت نانوسیال در یک میکروکانال انبساط ناگهانی می تواند بسیار حائز اهمیت باشد. از سوی دیگر، مدل دو فازی جایگزین خوبی برای مدل تک فاز می باشد. در بین مدل های دو فاز نیز، مدل اویلرین – اویلرین از کارایی خوبی برخوردار می باشد، زیرا در این مدل بر خلاف مدل های دیگر که اختلاف دما و سرعت فاز ها را در نظر نمی گیرند، در این روش سرعت و دمای نسبی بین فاز ها و توزیع حجمی نانوذرات در نظر گرفته می شود. در این تحقیق، جریان و انتقال حرارت جابجایی اجباری و آرام نانوسیال مس – آب در یک میکروکانال انبساط ناگهانی با دیواره های هم دما و ضرایب انبساط مختلف، به صورت عددی بررسی شده است. جریان نانوسیال در میکروکانال با استفاده از مدل دو فازی اویلرین – اویلرین ، حل عددی معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی برای هر فاز و با استفاده از روش حجم محدود، شبیه سازی شده است. با توجه به حل معادلات جریان برای هر فاز به صورت جداگانه، الگوریتم سیمپل برای کوپله شدن سرعت و فشار در حالت دو فاز اصلاح شده و معادلات پیوستگی برای هر فاز به صورت ترکیبی در تولید معادلات اصلاح فشار استفاده شده است. با حل جریان و انتقال حرارت نانوسیال توسط مدل دو فازی اویلرین – اویلرین، مشاهده می شود که استفاده از نانوسیال سبب بهبود و افزایش انتقال حرارت می شود. به گونه ای که با افزودن 2 درصد حجمی از نانوذرات مس به آب، نرخ انتقال حرارت تا مقدار ?5 درصد افزایش می یابد. از طرف دیگر، عدد ناسلت متوسط با افزایش عدد رینولدز و کسر حجمی نانوذرات ، افزایش می یابد و این در حالی است که افت فشار نانوسیال اندکی بالاتر از آب خالص می باشد. همچنین، کاهش قطر نانوذرات سبب بهبود انتقال حرارت می شود؛ به طوری که در کسر حجمی ?2 از نانوذرات مس با قطر 50 نانومتر، بهبود انتقال حرارت 5 درصد بیشتر از نانوذرات با قطر 100 نانومتر است. بررسی مسئله در میکروکانال ها با ضریب انبساط های مختلف نشان می دهد که با کاهش ضریب انبساط و افزایش عدد رینولدز، عدد ناسلت متوسط افزایش می یابد.

similar resources

بررسی انتقال حرارت نانوسیال پایه روغن موتور در میکروکانال حلقوی با پله موجود در مسیر جریان

full text

مطالعه‌ی عددی اثرات اعداد برینکمن بر انتقال حرارت جریان سیال ویسکوالاستیک در کانال با انبساط ناگهانی

در این مقاله، جریان اینرسی و غیر همدمای سیال ویسکوالاستیک در کانال صفحه‌ای متقارن با انبساط ناگهانی 3:1 برای محدوده اعداد برینکمن 0/01≥Br≥20 بررسی شده است. برای مدل سازی رفتار سیال ویسکوالاستیک، از مدل رئولوژیکی و غیرخطی فن تین-تنر استفاده شده است. از روش حجم محدود برای گسسته سازی معادلات حاکم و از الگوریتم پیزو برای حل همزمان این معادلات استفاده شده است. جریان سیال غیر قابل تراکم و دارای خواص ...

full text

بررسی تاثیر تزریق از روی دیوار میکروکانال بر سرعت لغزشی انتقال حرارت جابجایی نانوسیال آب و AL2O3 در میکروکانال

در این مقاله انتقال حرارت جابجایی اجباری نانوسیال تشکیل شده از آب و نانوذرات AL2O3 در یک میکروکانال دو بعدی، افقی با تزریق از دیوار پایین شبیه سازی می‌شود. دیوار بالایی میکروکانال تحت دمای TH برابر با 303 کلوین قرار دارد و بر روی دیوار پایینی میکروکانال سه عدد سوراخ به منظور تزریق جریان تعبیه شده است و سایر قسمت‌های دیواره عایق می‌باشند. در این کار تاثیر پارامترهایی نظیر، عدد رینولدز، ضریب لغزش...

full text

بررسی عددی انتقال حرارت در یک جریان نانوسیال غیر نیوتنی در میکروکانال های افقی و عمودی

در این پایان نامه به مطالعه عددی رفتار نانوسیالات غیرنیوتنی در مدلسازی صحیح انتقال حرارت این نوع سیالات توسط نرم افزار fluent پرداخته شده است. در کارحاضر از مدل توانی ( (power low جهت تعیین رفتار غیرنیوتنی ویسکوزیته سیال پایه استفاده شده است. تنش برشی سیال غیرنیوتنی تابعی از نرخ برشی درنظرگرفته شده است. در این مطالعه به دلیل وجود اصطکاک بین ذرات نانو و سیال غیرنیوتنی از مدل دوفازی مخلوط بادرنظر...

15 صفحه اول

شبیه سازی جریان و انتقال حرارت نانوسیال ها در میکروکانال

در این پایان نامه جریان و انتقال حرارت نانوسیال های مختلف در درون میکروکانال هایی با ابعاد مختلف مورد بررسی قرار گرفت. همانطور که در بخش های قبلی اشاره شد، در عصر حاضر تمایل به سرعت های بالاتر در عملکرد پروسسورها و در نتیجه نیاز به سرمایش بیشتر قطعات الکترونیکی، تمایل به ابعاد کوچک تر را بیشتر کرده است. از طرفی استفاده از نانوسیال در صنایع مختلف منجر به بهبود در فرآیند انتقال حرارت شده است. برخ...

15 صفحه اول

بررسی عددی تاثیر ته‌نشینی نانوذرات بر میدان‌های جریان، انتقال حرارت و انتقال جرم نانوسیال آب- اکسید آلومینیوم در یک محفظه

در این تحقیق میدان‌های جریان، انتقال حرارت و انتقال جرم نانوسیال آب-اکسیدآلومینیوم به‌عنوان مخلوطی دوجزئی در محفظه‌ای مربعی با لحاظ مکانیزم‌های حرکت براونی، ترموفرسیس و ته‌نشینی در بازه زمانی 30 روزه به صورت عددی بررسی شده است. دیواره سمت چپ محفظه گرم، دیواره سمت راست آن سرد و اختلاف دمای بین آنها 8کلوین  می‌باشد. دیواره‌های افقی نیز عایق درنظرگرفته شده‌اند. برای لحاظ تغییرات کسر حجمی نانوذرات ...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


document type: thesis

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی شاهرود - دانشکده مهندسی مکانیک

Keywords

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023