در این پروژه تاثیر تغییرات پارامترهای مختلفی مانند عدد رایلی، موقعیت قرارگیری مانع داغ، شعاع مانع داغ دایره ای و کسر حجمی نانوذرات مورد بررسی قرار می گیرد. تاثیر این پارامترها در مشخصه های حرارتی و میدان های جریان و دما، به منظور ایجاد یک مکانیزم کنترلی بر روی میزان گرمایش و یا سرمایش در محفظه مربعی به همراه مانع داغ هدف اصلی از انجام این تحقیق می باشد. نتایج حاصل از حل عددی نشان می دهد 1)افرایش عدد رایلی در هر میزان اندازه شعاع مانع و در هر موقعیت استقرار آن موجب افزایش میزان عدد ناسلت در سیال پایه و نانو سیال می گردد که البته میزان افزایش مربوط به نانو سیال کمی بیشتر است. 2) با افزودن بر اندازه شعاع مانع داغ دایره ای، میزان انتقال حرارت کل تا نزدیک به دو برابر (در محدوده مورد مطالعه شعاع ها در تحقیق حاضر ) افزایش می یابد. همچنین با افزایش اندازه شعاع مانع محدوده تبادلات حرارتی به قسمت های زیرین محفظه نیز کشیده می شود. 3- با افزایش اندازه شعاع مانع داغ دایره ای شکل، تفاوت در میزان عدد ناسلت سیال پایه و نانو سیال، به شدت افزایش می یابد. 4-تغییر موقعیت استقرار مانع داغ دایره ای باعث ایجاد تغییرات محدودی بر میزان ناسلت متوسط و در نتیجه انتقال حرارت کل می گردد و لیکن در صورت نزدیک شدن مانع به دیواره ها، تغییرات اساسی در میزان ناسلت موضعی و نحوه تبادل گرما در نزدیکی دیواره ها رخ می دهد. 5) در محفظه مربعی در یک شرائط مشخص به لحاظ موقعیت استقرار مانع و اندازه شعاع آن، در یک رایلی ثابت، با افزایش میزان کسر حجمی نانو ذرات، میزان عدد ناسلت افزایش می-یابد. 6) با افزایش کسر حجمی نانو ذرات، تاثیرنوع نانو ذرات مورد استفاده بیشتر می شود به گونه-ای که نانو ذرات مس با ضریب هدایت حرارتی بالاتر نسبت به نانو ذرات آلومینا، موجب افزایش بیشتر عدد ناسلت متوسط و بالنتیجه افزایش میزان انتقال حرارت خواهد شد. همچنین در غلظت های پایین، تفاوت زیادی میان نانو سیال های مختلف به لحاظ میزان عدد ناسلت وجود ندارد. 7) میزان ef با افزایش میزان کسر حجمی نانو ذرات برای هر دو نوع نانو سیال آب- مس و آب – اکسید آلومینیوم افزایش می یابد که البته شیب این افزایش در کسر های حجمی بالاتر در نمودار، کمی بیشتر می باشد. از دیگر سو با افزایش مقادیر عدد رایلی در یک کسر حجمی مشخص نانوسیال، میزان ef کاهش می یابد.

رساله حاضر با هدف بررسی پایداری، ضریب هدایت حرارتی، ویسکوزیته دینامیکی و ضریب انتقال حرارت جابجایی نانوسیالات در مبدل صفحه¬ای و مطالعه پارامترهای موثر بر آن¬ها، انجام شده است. در این تحقیق از نانوسیالات حاوی نانوذرات اکسیدی، فلزی و نانولوله¬های کربنی استفاده شده و پایداری و تعلیق مناسب آن¬ها از طریق روش¬های مختلف، صورت پذیرفته است. پس از تعلیق پایدار نانوسیالات، آزمایش¬ها به منظور درک اثر پارامترهای مختلف ازجمله کسر حجمی، دما، میانگین قطر نانوذرات و همچنین تأثیر توأمان پارامترهای گوناگون بر روی ضریب هدایت حرارتی و ویسکوزیته دینامیکی چندین نوع از نانوسیالات تولیدشده، انجام شد. در ادامه، بر مبنای یافته¬های تجربی، روابطی به منظور تخمین و پیش بینی ضریب هدایت حرارتی و ویسکوزیته دینامیکی نانوسیالات مختلف، ارائه شد. یافته¬های مربوط به آزمایش¬های ضریب هدایت حرارتی نشان داد که افزایش دما و کسر حجمی، همچنین کاهش قطر نانوذرات، موجب افزایش ضریب هدایت حرارتی شده است. بررسی¬های تجربی بر روی ویسکوزیته دینامیکی نانوسیالات نیز نشان از تغییر این خاصیت با کسر حجمی، مدت زمان موج¬دهی فراصوت، دما و قطر نانوذرات داشت. همچنین مشخص شد که مدت زمان موج¬دهی فراصوت نانوسیالات حاوی نانولوله کربنی در غلظت¬های مختلف، دارای نقطه بهینه¬ای است که در آن ویسکوزیته به مقدار بیشینه خود می¬رسد. نتایج تحقیق حاضر نشان می¬دهد، افزودن نانوذرات به سیالات پایه آب و اتیلن گلیکول همچنین افزایش عدد رینولدز، موجب افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی و افت فشار در مبدل صفحه¬ای می¬شود. افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی و افت فشار نانولوله¬کربنی چندجداره- آب در مقایسه با نانوسیالات حاوی ذرات اکسیدی، بیشتر می¬باشد. از سوی دیگر تفاوت اساسی میان عملکرد حرارتی نانوسیالات آب- اکسید مس و آب – اکسید منیزیم در مبدل حرارتی دیده نشد.