فهرست مطالب
عنوان صفحه
1……………………………………………………………………………………………… فصلاول:مقدمه
1-1-مقدمه 2
1-2-…………………. روش‌هایافزایشانتقالحرارت 3
1-3-…………………………………………… کاربردنانوسیالولولهباسیم‌پیچ 6
1-4-……………………………………………………………………………………. تعریفمسئله 8
1-5-……………………………………………………………………………………. اهدافپژوهش 9
1-6-………………………………………………………………………………….. روشاجرایطرح 9
فصلدوم: مروری بر تحقیقات گذشته 11
2-1-………………………………………………………………………………………………… مقدمه 12
2-2-…………………………………………………………………………………………. نانوسیال 12
2-2-1-روش‌هایتهیهنانوسیال 13
2-3-………………………………………… اندازه‌گیریخواصفیزیکینانوسیال 16
2-3-1-هدایتحرارتینانوسیال 16
2-3-2-چگالی 22
2-3-3-گرمایویژه 22
2-3-4-لزجت 22
2-4-…………………………. اندازه‌گیریپارامترهایجریانینانوسیال 24
2-4-1-انتقالحرارتجابجایی 24
2-4-2-افتفشار 28
2-5-………………….. ساختارودلایلافزایشانتقالحرارتدرنانوسیال 30
2-6- بررسیروابطارائهشدهبرایانتقالحرارتجابجایینانوسیال 33
2-7-……………………………………………………………………………………………… سیم‌پیچ 34
فصلسوم: انتخاب سیال پایه و نانوذرات 43
3-1-………………………………………………………………………….. انتخابسیالپایه 44
3-2-…………………………………………………………………… انتخابنوعنانوذرات 47
3-3.. اندازه‌گیریخواصنانوسیال 48
3-3-1-اندازه‌گیریچگالینانوسیال 49
3-3-2-رفتاررئولوژیکینانوسیالواندازه‌گیریلزجت 50
3-3-3-اندازه‌گیریضریبهدایتحرارتی 54
3-3-4-اندازه‌گیریگرمایویژه 56
3-4-……………………………………………………………………………………………. جمع‌بندی 58
فصلچهارم: تشریح دستگاه آزمایش 60
4-1-………………………………………………………………………………………………… مقدمه 61
4-2-……………………………………………………………………………………………………… پمپ 63
4-3-………………………………………………………………………………………. بخشآزمایش 63
4-4-………………………………………………………………………………………. خنک‌کناصلی 66
4-5-……………………………………………………………………………………………… دبی‌سنج 66
4-6-…………………………………………………………………………………………………… مخزن 67
4-7-…………………….. دستگاهافتفشارسنج (فشارسنجدیفرانسیلی) 68
4-8-……………………………………… دستگاهاندازه‌گیریدما (ترمومتر) 68
4-9-…………………………………………………………………… دستگاهاولتراسونیک 69
4-10-……………………………………………… كاليبراسيونوسايلاندازه‌گيري 71
4-11-……………………………………. دستورالعملآزمایشوجمع‌آوریداده‌ها 72
فصلپنجم: ارائه نتایج و بحث 74
5-1-………………………………………………………………………………………………… مقدمه 75
5-2-……………………………………………………………………… نحوهانجاممحاسبات 75
5-2-1-محاسبهضریبانتقالحرارتجابجایی 76
5-2-2-محاسبهضریباصطکاکوافتفشار 77
5-3-……………….. بررسیدقتوتاییددستگاهآزمایشتوسطسیالپایه 78
5-4-…………………………………………………………. نتایجحاصلازانتقالحرارت 79
5-4-1-تاثیرنانوذراتبرضریبانتقالحرارتدرلولهافقی 79
5-4-2-نتایجانتقالحرارتلولهباسیم‌پیچدرلولهافقی 81
5-4-3-تاثیرنانوذراتبرنتایجضریباتقالحرارتباسیم‌پیچدرلولهافقی 83
5-4-4-نتایجحاصلازانتقالحرارتدرلولهشیبدار 85
5-4-5-رابطهتجربیبرایمحاسبهعددنوسلت 88
5-4-6-جمعبندینتایجانتقالحرارت 90
5-5-…………………………………………………………………… نتایجحاصلازافتفشار 91
5-5-1-تاثیرافزودننانوذراتبرنتایجافتفشاردرلولهافقی 91
5-5-2-نتایجافتفشاروضریباصطکاکلولهافقیباسیم‌پیچ 92
5-5-3-تاثیرنانوذراتبرنتایجافتفشارلولهافقیباسیم‌پیچ 94
5-5-4-نتایجحاصلازافتفشاروضریباصطکاکدرلولهشیبدار 96
5-5-5-رابطهتجربیبرایمحاسبهضریباصطکاک 99
5-5-6-جمع‌بندینتایجافتفشار 101
5-6-…………… بررسیعملکردسیستمبرمبنایپارامترضریبعملکرد 102
5-6-1-ارزیابیعملکردنانولوله‌هایکربنیدرلوله‌صافافقی 103
5-6-2-ارزیابیعملکردسیالپایهونانوسیالدرلولهافقی‌باسیم‌پیچ 104
5-6-3-ارزیابیعملکردسیالپایهونانوسیالدرلولهشیبدارباسیم‌پیچ 107
5-6-4-جمع‌بندینتایجارزیابیعملکرد 109
فصلششم: نتیجه‌گیری و پیشنهادات 111
6-1-………………………………………………………………………………………………… مقدمه 112
6-2-………………………………. خصوصیاتترموفیزیکیسیالاتموردآزمایش 113
6-3- نتایجآزمایشگاهیانتقالحرارتجابجایینانوسیالدرلولهصافولولهباسیم‌پیچ 114
6-4- نتایجآزمایشگاهیافتفشارنانوسیالدرلولهصافولولهباسیم‌پیچ 115
6-5-……………… نتایجارزیابیعملکردنانوسیالولولهباسیم‌پیچ 116
6-6-………………………………………………….. پیشنهادبرایتحقیق‌هایآینده 116
پیوست: تحلیل خطای نتایج آزمایشگاهی 118
پ- 1 – مقدمه 119
پ -2 – خطایمحاسبهضریبانتقالحرارتمحلی 119
پ -3- خطایمحاسبهضریبانتقالحرارتمیانگین 121
پ-4- خطایمحاسبهعددنوسلت 122
پ-5- خطایمحاسبهعددنوسلتمیانگین 122
پ-6- خطایمحاسبهعددرینولدز 122
پ-7- خطایمحاسبهعددپرانتل 123
پ-8- خطایمحاسبهضریباصطکاک 123
پ-9- خطایدستگاه‌هایاندازه‌گیری 123
پ-10- خطایآزمایش‌ها 124
منابعومراجع 126
فهرست جداول
جدول2‑1. مقایسههدایتحرارتیجامداتوسیالاتدردمایK300 17
جدول4‑1. مشخصاتهندسیسیم‌پیچ‌ها 65
جدول4‑2.میزاننانوذراتوسیالپایهبهکاررفتهبرایساختنانوسیالاتبادرصدهایوزنیوحجمیمختلف 70
جدول4‑3. دقتوسایلاندازه‌گیری 71
جدول7‑1. خطایهریکازکمیت‌هایاندازه‌گیریشده 124
جدول7‑2. حداکثرخطایمحاسبهشدهدرآزمایش‌هایمختلف. 125
فهرست شکل‌ها
شکل2‑1. روشسیمداغبرایاندازه‌گیریهدایتحرارتی 18
شکل2‑2. شماتیکمقطعساختارنانوسیال 20
شکل2‑3. مقادیرمختلفهدایتحرارتیبرحسبدرصدحجمینانوسیالآب/ Al2O3 21
شکل2‑4. شماتیکچندمکانیزمممکنافزایشk 31
شکل2‑5. تصاویر (TEM) میکروسکوپالکترونینشاندهندهپراکندگینانوذرات. 32
شکل2‑6. طرحشماتیکسیم‌پیچچسبیدهبهدیوارهلوله 35
شکل3‑1.نمودارچگالیآبدردماهایمختلف 45
شکل3‑2.نمودارلزجتآبدردماهایمختلف 45
شکل3‑3. نمودارضریبهدایتحرارتیآبدردماهایمختلف. 46
شکل3‑4. نمودارظرفیتگرماییویژهآبدردماهایمختلف. 46
شکل3‑5. عکسTEMازMWCNT 48
شکل3‑6. عکسSEMازMWCNT 48
شکل3‑7. تصویردستگاهاندازهگیریچگالی 49
شکل3‑8. تغییراتچگالیبرحسبدمابرایسیالپایهونانوسیالاتمختلف 50
شکل3‑9. تصویردستگاهویسکومتربروکفیلدباحمامآب 51
شکل3‑10. تنشبرشیبرحسبنرخبرشیبراینانوسیالآب- نانولوله‌هایکربنیباغلظت 2/0 درصدجرمیدردماهایمختلف. 52
شکل3‑11. لزجتبرحسبنرخبرشیبراینانوسیالآب- نانولوله‌هایکربنیباغلظت 2/0 درصدجرمیدردماهایمختلف. 52
شکل3‑12. تغییراتلزجتسینماتیکیسیالپایهونانوسیالاتبرحسبدما. 53
شکل3‑13. تغییراتلزجتسینماتیکیبادرصدجرمیدردماهایمختلف 54
شکل3‑14. تصویریازدستگاهKD2ونمونهآزمایش. 55
شکل3‑15. نمودارضریبهدایتحرارتیبرحسبدمابرایغلظتهایجرمیمتفاوتنانوسیال 56
شکل3‑16. نمودارنسبتضرایبهدایتحرارتینانوسیالبهسیالپایهبرحسبغلظتجرمینانوسیالدردماهایمختلف 56
شکل3‑17. تصویریازدستگاهکالریمترپویشیدیفرانسیلی 57
شکل3‑18. تغییراتگرمایویژهبرحسبدمابرایسیالپایهونانوسیال‌هایمختلف. 58
شکل4‑1. طرحشماتیکسیستمآزمایش. 61
شکل4‑2. نماییازدستگاهآزمایش 62
شکل4‑3. پمپبههمراهشیربای‌پس 63
شکل4‑4. تصویربخشیازمقطعآزمایشوپایهفلزیبرایحالتلولهشیبدار 64
شکل4‑5. خنک‌کناصلی 66
شکل4‑6. کنتورآبگرم 67
شکل4‑7. خنک‌کنثانویه 67
شکل4‑8. فشارسنجدیفرانسیلی 68
شکل4‑9. ترمومترهاینشان‌دهندهدما 69
شکل4‑10. تصویردستگاهاولتراسونیک. 70
شکل5‑1. محلنصبترموکوپل‌هابررویلوله 75
شکل5‑2. مقایسهنوسلتتجربیبرحسبرینولدزبارابطهگنیلینسکی (5-7) برایسیالپایهدرلولهصافافقی. 78
شکل5‑3. مقایسهنتایجتئوریافتفشاربرحسبرینولدزباداده‌هایآزمایشبرایسیالپایه 79
شکل5‑4. نمودارضریبانتقالحرارتجابجاییمتوسطبرحسبعددرینولدزدرلولهصافافقیبرایسیالپایهوغلظت‌هایمختلفنانوسیال 80
شکل5‑5. تغییراتعددنوسلتبرایسیم‌پیچ‌های 1 تا 5 بههمراهلولهصافبرحسبعددرینولدز 82
شکل5‑6. تغییراتضریبانتقالحرارتبرایسیم‌پیچ‌های1 تا 5 بههمراهلولهصافبرحسبعددرینولدز 82
شکل5‑7. تغییراتعددنوسلتبرایسیم‌پیچ‌های1 تا 5 بههمراهلولهصافبراینانوسیال 05/0 درصدجرمیبرحسبعددرینولدز 83
شکل5‑8. تغییراتعددنوسلتبرایسیم‌پیچ‌های1 تا 5 بههمراهلولهصافبراینانوسیال 1/0 درصدجرمیبرحسبعددرینولدز 84
شکل5‑9. تغییراتعددنوسلتبرایسیم‌پیچ‌های1 تا 5 بههمراهلولهصافبراینانوسیال 2/0 درصدجرمیبرحسبعددرینولدز 84
شکل5‑10. تغییراتعددنوسلتمتوسطبرحسبرینولدزبرایجریاننانوسیالدرلولهباسیم‌پیچ (1) ولولهصافدرزوایایمختلفتحتشارحرارتی 45000 واتبرمترمربع 86
شکل5‑11. تغییراتعددنوسلتمتوسطبرحسبرینولدزبرایجریاننانوسیالدرلولهباسیم‌پیچ (2) ولولهصافدرزوایایمختلفتحتشارحرارتی 45000 واتبرمترمربع 87
شکل5‑12. نسبتضریبانتقالحرارتجریاننانوسیالاتبادرصدهایجرمیمختلفدرلولهعمودیباوبدونسیم‌پیچبرحسبعددرینولدزبهمقدارمتناظرشبرایسیالپایه 88
شکل5‑13. مقایسهمقادیرنوسلتتجربیومقادیرنوسلتبدست‌آمدهازرابطه 5-14. 90
شکل5‑14. نسبتافتفشارجریاننانوسیالبهسیالپایهبرحسبعددرینولدزدرغلظت‌هایجرمیمختلف 92
شکل5‑15. تغییراتضریباصطکاکآبخالصبرایلولهصافولوله‌هایباسیمپیچبرحسبعددرینولدز 93
شکل5‑16. تغییراتضریباصطکاکبرایسیم‌پیچ‌های1 تا 5 براینانوسیال 05/0 درصدجرمیبرحسبعددرینولدز 95
شکل5‑17. تغییراتضریباصطکاکبرایسیم‌پیچ‌های1 تا 5 براینانوسیال 2/0 درصدجرمیبرحسبعددرینولدز 95
شکل5‑18. تغییراتضریباصطکاکبرایسیم‌پیچ‌های1 تا 5 براینانوسیال 2/0 درصدجرمیبرحسبعددرینولدز 96
شکل5‑19. تغییراتضریباصطکاکبرحسبرینولدزبرایجریاننانوسیالدرلولهباسیم‌پیچ (1) ولولهصافدرزوایایمختلفتحتشارحرارتی 45000 واتبرمترمربع 97
شکل5‑20. تغییراتضریباصطکاکبرحسبرینولدزبرایجریاننانوسیالدرلولهباسیم‌پیچ (2) ولولهصافدرزوایایمختلفتحتشارحرارتی 45000 واتبرمترمربع 97
شکل5‑21. نسبتضریباصطکاکجریاننانوسیالاتبادرصدهایجرمیمختلفدرلولهعمودیباوبدونسیم‌پیچبرحسبعددرینولدزبهمقدارمتناظرشبرایسیالپایه 99
شکل5‑22. مقایسهمقادیرضریباصطکاکتجربیومقادیرضریباصطکاکبدست‌آمدهازرابطه 5-15. 100
شکل5‑23. تغییراتپارامترارزیابیعملکردبرحسبعددرینولدزدرنتیجهاستفادهازنانوسیالدرلولهصاف 104
شکل5‑24. تغییراتمعیارارزیابیعملکرد درلولهافقیباسیم‌پیچ‌های(1) تا (5) برحسبعددرینولدزدرسیالپایه 105
شکل5‑25. تغییراتمعیارارزیابیعملکرد درلولهباسیم‌پیچ‌های(1) تا (5) برحسبعددرینولدزبراینانوسیالباغلظتجرمی 05/0 درصد 106
شکل5‑26. تغییراتمعیارارزیابیعملکرد درلولهباسیم‌پیچ‌های(1) تا (5) برحسبعددرینولدزبراینانوسیالباغلظتجرمی 1/0 درصد 106
شکل5‑27. تغییراتمعیارارزیابیعملکرد درلولهباسیم‌پیچ‌های(1) تا (5) برحسبعددرینولدزبراینانوسیالباغلظتجرمی 2/0 درصد 107
شکل5‑28. تغییراتمعیارارزیابیعملکردR3درسیم‌پیچ (3) برایسیالپایهونانوسیالاتمختلفبرحسبعددرینولدزدرلولهعمودیباجریانبالارونده 108
شکل5‑29. تغییراتمعیارارزیابیعملکردR3درسیم‌پیچ (1) برایسیالپایهونانوسیالاتمختلفبرحسبعددرینولدزدرلولهعمودیباجریانبالارونده 108
فهرست علائم و اختصارات
مفهوم نماد |
نماد |
نمادهای لاتین |
|
ظرفیت گرمایی ویژه |
|
قطر سیم‌پیچ |
|
قطر هیدرولیکی |
|
قطر ذره |
|
قطر لوله |
|
ضخامت سیم‌پیچ |
|
ضریب اصطکاک |
|
ضریب انتقال حرارت جابجایی |
|
ضریب هدایت حرارتی |
|
طول لوله |
|
دبی جرمی |
|
عدد نوسلت |
|
گام سیم‌پیچ |
|
افت فشار |
|
محیط سطح مقطع لوله |
|
عدد پکلت |
Pe |
عدد پرانتل |
|
شار حرارتی |
|
توان حرارتی |
Q |
عدد رینولدز |
|
عدد ریچاردسن |
Ri |
زمان |
|
دما |
|
دمای متوسط سیال (C˚) |
|
دمای دیواره سیال (C˚) |
|
خطای اندازه‌گیری یا محاسبه |
U |
سرعت سیال |
|
کسر وزنی |
wt. |
فاصله از ورودی لوله |
|
نمادهای یونانی |
|
نسبت هدایت ذرات به سیال پایه |
|
نسبت ضخامت نانولایه به شعاع اولیه نانوذرات |
|
زاویه لوله با افق(درجه) |
θ |
نسبت حجمی نانوذرات |
|
شاخص عملکرد |
|
لزجت دینامیکی |
|
چگالی |
|
لزجت سینماتیکی |
|
زیرنویس ها |
|
براونی |
|
توده سیال |
|
سیال پایه |
|
آزمایشگاهی |
Exp. |
موثر |
|
ورودی |
|
نانوسیال |
|
خروجی |
|
لوله صاف |
|
سطح لوله |
|
دیواره |
W |
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.