نام پژوهشگر: افسانه مهراداصل

مدلسازی عددی میدان جریان و انتقال حرارت نانوسیال درون یک مبدل حرارتی صفحه ای
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده مهندسی 1388
  افسانه مهراداصل   قنبرعلی شیخ زاده

در این پژوهش یک مطالعه عددی بر روی انتقال حرارت جریان متلاطم نانوسیال آب – اکسید آلومینیوم در یک مبدل حرارتی صفحه ای انجام شده و تأثیر نانوسیال بعنوان خنک کننده بررسی گردیده است. برای مدلسازی جریان متلاطم از مدل k-? و برای حل از یک کد کامپیوتری به زبان فرترن که بر اساس روش حجم محدود والگوریتم سیمپلر می باشد، استفاده شده است. معادلات حاکم براساس خصوصیات نانوسیال بازنویسی شده و با استفاده از روش ضمنی خط به خط و الگوریتم توماس (tdma) حل گردیده است. ابتدا خصوصیات ترموفیزیکی نانوسیال با افزایش غلظت نانوذرات بررسی شده است. سپس تأثیر عدد رینولدز، دمای سیال گرم، دمای سیال سرد و کسر حجمی نانوذرات بر نرخ انتقال حرارت و بازده مبدل در دو حالت سیال پایه و نانوسیال بررسی شده است. مشاهده گردید با افزایش کسر حجمی و افزایش رینولدز سیال سرد، نرخ انتقال حرارت و بازده مبدل افزایش می یابد. با افزایش رینولدز سیال گرم، نرخ انتقال حرارت افزایش یافته اما بازده کاهش می یابد. با افزایش دمای سیال گرم، نرخ انتقال حرارت و بازده مبدل افزایش یافته، اما با افزایش دمای سیال سرد، نرخ انتقال حرارت و بازده مبدل کاهش می یابد. همچنین در حالت نانوسیال میزان نرخ انتقال حرارت و بازده نسبت به سیال پایه بیشتر می شود. بدین ترتیب در مبدل های حرارتی به دلیل عملکرد حرارتی بالای نانوسیال نسبت به آب، می توان از نانوسیال در فرآیندهای گوناگون برای سرمایش و گرمایش استفاده کرد و با افزایش انتقال حرارت، قدرت پمپاژ و ابعاد مبدل?های حرارتی مورد استفاده در صنایع را کاهش داد.