بررسی تجربی و مطالعه ی عددی افزایش انتقال حرارت از تیوپ اشعه ی ایکس با استفاده از نانوسیالات

دستگاههای رادیولوژی و اشعه ی ایکس به طور گسترده ای در پزشکی استفاده می شوند. یکی از مهمترین عوامل برای بالا بردن کارایی و همچنین افزایش طول عمر تیوب اشعه ی ایکس بهتر نمودن فرآیند های انتقال گرما در این وسیله می باشد چرا که با بهتر شدن کارایی گرمایی، امکان تولید اشعه با قدرت بیشتر و در زمان طولانی تر فراهم می آید. در این پایان نامه کارایی گرمایی تیوپ اشعه ی ایکس در صورت استفاده از نانوسیال، به صورت تجربی و عددی بررسی شده است. یک مدل آزمایشی از دستگاه اشعه ی ایکس ساخته، و در آن برای شبیه سازی گرمای تولید شده در دستگاه واقعی از المنت های حرارتی استفاده شده است. با استفاده از روغن ترنسفورمر و نانوپودر ?al?_2 o_3، نانوسیال در درصد های مختلف تهیه، و رفتار حرارتی تیوپ در حالت انتقال گرمای پایدار و انتقال گرمای ناپایدار بررسی شده است. در بررسی رفتار پایدار سیستم 4 توان به سیستم اعمال شده و در تست انتقال گرمای گذرا، رفتار سیستم، هم در حالت گرم شدن تیوپ و هم در زمانی که دستگاه در حال خنک شدن است مورد بررسی قرار گرفته است. به علاوه دستگاه به صورت عددی مدل و کارایی گرمایی آن بررسی شده است. فصل اول به معرفی دستگاه اشعه ی ایکس اختصاص داده شده است. در فصل دوم و سوم مطالبی در مورد نانو سیال، مکانیزم های انتقال گرما در آن و نمونه هایی از کارهای قبلی ارائه شده است. در فصل چهارم و پنجم به روند ساخت مدل تجربی و حل عددی، و در نهایت در فصل ششم به بحث و نتیجه گیری پرداخته شده است. نتایج عددی حالت پایدار در تمام توان ها و در تمام درصد ها حاکی از آن است که نانوسیال در مقایسه با سیال پایه، باعث بدتر شدن انتقال گرما در تیوپ اشعه ی ایکس می شود و این بدتر شدن با افزایش درصد جرمی نانوذره بیشتر می شود. اما نتایج تجربی حالت پایدار نشان می دهد که نانوسیال ها با درصد کم و به طور ویژه در توان های بالا باعث بهبود انتقال گرما می شوند. در حالت گذرا و توان دادن به هیتر نانوسیال در ابتدا باعث کاهش انتقال گرما می شود و سپس به بهبود آن کمک می کند و نانوسیال های با درصد کم عملکرد بهتری دارند. در حالت خنک شدن دستگاه هم نانوسیالات، خصوصا با غلظت پایین باعث سریع تر خنک شدن تیوپ می شوند.