نام پژوهشگر: محمد علی مستشار

بررسی تجربی ضریب انتقال حرارت جابجایی نانو سیالات در مجرای بین لوله های هم محور
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه شیراز 1390
  محمد علی مستشار   علی اکبر گلنشان

محدودیت منابع سوخت فسیلی در دنیا موجب شده است که امروزه موضوع بهینه سازی مصرف انرژی و بالا بردن ضریب انتقال حرارت در واحدهای فرآیندی بیش از پیش مورد توجه قرار گیرد. با توجه به این مسئله، در این پژوهش میزان انتقال حرارت جابجایی اجباری جریان نانو سیال آب و اکسید آلومینیوم از بین دو لوله ی هم محور با در نظر گرفتن دو نوع شرط مرزی به روش آزمایشگاهی تعیین می گردد. در حالت اول آزمایش، شرط مرزی شار ثابت در لوله ی خارجی و شرط مرزی آدیاباتیک در لوله داخلی اعمال می شود. در حالت دوم شرط مرزی شار ثابت در لوله داخلی و شرط مرزی آدیاباتیک در لوله خارجی ایجاد می شود. برای ایجاد شرط مرزی حالت اول از دو لوله ی هم محور استفاده می شود. برای ایجاد شرط مرزی شار ثابت بر روی سطح لوله ی خارجی از المنت های حرارتی که بدور لوله خارجی بطور یکنواخت پیچیده شده است استفاده می کنیم. برای ایجاد شرط مرزی حالت دوم و ایجاد شرط مرزی شار ثابت بر روی لوله داخلی بدین صورت عمل می کنیم که درون لوله داخلی را المنت مدادی قرار می دهیم. آزمایشات در غلظت های 5/0%، 1%، 2%، 3% و 4% و با ذرات با اندازه متوسط 5 نانومتر و برای محدوده عدد رینولدز 600 تا 3700 انجام شده است. افت فشار نیز با اندازه گیری فشار ورودی به قسمت مورد آزمایش و خروجی از آن اندازه گیری می شود. نتایج نشان می دهد با افزایش غلظت نانو ذره در عدد رینولدز ثابت ضریب انتقال حرارت نانو سیالات افزایش می یابد و با افزایش عدد رینولدز ضرایب انتقال حرارت نانو سیالات افزایش یافته و مقدار افزایش آن با زیاد شدن غلظت افزایش می یابد. همچنین در بررسی ضریب انتقال حرارت محلی مشاهده می شود که افزودن نانو ذره به سیال پایه موجب افزایش طول ناحیه ورودی می شود و مقدار آن با زیاد شدن غلظت نانو ذره افزایش می یابد. افزایش ضریب انتقال حرارت نانو سیالات به دلیل افزایش ضریب هدایت حرارتی نانو سیال و کاهش ضخامت لایه مرزی حرارتی است. همچنین افت فشار نانو سیال با افت فشار آب مقطر تفاوت چندانی ندارد و اختلاف در غلظت های متفاوت بسیار ناچیز است. در پایان سعی شده است که معادله ای برای پیش بینی مناسب ضریب انتقال حرارت نانو سیالات در مجرای بین لوله های هم محور با شرط مرزی شار ثابت به دست آید.