نام پژوهشگر: مهدی آشوع

بررسی تجربی انتقال حرارت جابجایی از رویه خارجی نیمکره توسط جت نانو سیال آب-اکسیدآلومینیوم
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه رازی - دانشکده فنی و مهندسی 1391
  مهدی آشوع   تورج یوسفی

خنک کاری به وسیله جت سیالات، کاربردهای متنوعی در فرایندهای مختلف ساخت و تولید، صنایع نظامی و سخت کاری قطعات صنعتی دقیق دارد. از سوی دیگر با افزودن نانوذرات به سیالات انتقال دهنده حرارت می توان سوسپانسیونی پایدار معروف به نانوسیال تولید نمود که تجربه نشان می دهد نانوذرات موجود در این نانوسیالات، نقش زیادی در افزایش نرخ انتقال حرارت دارند. در این پژوهش تجربی انتقال حرارت جابجایی (خنک کاری) توسط نانوسیال آب-اکسیدآلومینیوم در جریان های جت عمودی از بالا به پایین بر روی سطح خارجی پوسته نیمکره گرم شده با شار ثابت گرمایی بررسی شده است. جنس پوسته، آلومینیومی می باشد. فاصله بی بعد نازل تا محل برخورد جت به سطح 3/3h/d= ، نسبت قطر نیمکره به قطر جت 40d/d= و طول بیشترین مسیر طی شده بی بعد بر روی سطح نیمکره 31r/d= می باشد. آزمایش ها برای آب خالص و نانوسیال با درصدهای وزنی نامی 003/0 ، 03/0 ، 043/0، 08/0 و 11/0 و در رینولدزهای 000/10، 500/12، 000/15، 500/17 و 000/20 و در سه شار گرمایی نامی 600 و 900 و 1200 وات انجام پذیرفته است. در این آزمایش از یک هیتر برقی برای تأمین شار ثابت گرمایی و از یک حوضچه، سیستم لوله کشی و پمپاژ برای گردش سیال استفاده می گردد. همچنین سیال پس از خنک کردن سطح نیمکره، گرم شده و در یک مبدل حرارتی در مخلوط آب و یخ مجدداً خنک می گردد. نتایج نشان می دهد که نانوسیال با درصد وزنی 03/0 می تواند به طور میانگین انتقال حرارت و عدد نوسلت در ناحیه سکون را 25% و انتقال حرارت و عدد نوسلت متوسط در کل سطح نیمکره را تا 20% افزایش دهد. بیشترین افزایش عدد نوسلت در ناحیه سکون برای نانوسیال 03/0 درصد وزنی و در رینولدز 000/20 و به میزان 8/74% اتفاق افتاده است. عدد نوسلت مذکور برابر با 1/110 بوده است. بیشترین درصد افزایش عدد نوسلت متوسط نیز برای همین نانوسیال و مربوط به رینولدز 000/10 بوده که برابر با 1/29% می باشد. عدد نوسلت اخیر برابر با 6/11 می باشد. پس از نانوسیال 03/0 درصد وزنی، بیشترین نرخ افزایش انتقال حرارت را نانوسیال 043/0 درصد وزنی ایجاد کرده است.