نام پژوهشگر: غلامرضا قباخلو

بررسی عددی جریان و انتقال حرارت اجباری جریان نانوسیال آب- اکسید آلومینیوم درون لوله خمیده افقی با تزریق در دیواره لوله
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه سیستان و بلوچستان - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  غلامرضا قباخلو   محمد حسین شفیعی میم

در پژوهش حاضر، بررسی جریان نانوسیال در لوله های خمیده 90 درجه همراه با تزریق سیال پایه در اعداد رینولدز مختلف انجام شده است. هدف از انجام پایان نامه بررسی اثرات کسر حجمی، قطر ذرات نانو، تزریق سیال، عدد رینولدز و اثرات چرخش بر انتقال حرارت و جریان در یک لوله خمیده می باشد. رفتار جریان در لوله های خمیده بسیار پیچیده تر از لوله های مستقیم است. مهمترین دلیل طراحی لوله های خمیده، افزایش میزان انتقال حرارت بین سیال و جداره می باشد که باعث کاربردهای فراوان آن در صنایع مختلف از قبیل تهویه مطبوع، میکروالکتریک، مبدل های حرارتی، خنک کاری و غیره شده است. مدل دو فازی مخلوط برای مدل کردن جریان نانوسیال آب- 3o2al انتخاب شده است. معادلات بقای جرم، مومنتوم و انرژی با استفاده از روش حجم محدود گسسته و با استفاده از الگوریتم سیمپل حل شده است. به منظور بررسی صحت روند حل مسئله، نتایج کار عددی حاضر با چندین مدل مختلف تجربی و آزمایشگاهی اعتبارسنجی شد که حداکثر خطای نسبی در محاسبات 5% مشاهده گردید. نتایج نشان می دهد که استفاده از نانوذرات، لوله خمیده و تزریق باعث افزایش عملکرد انتقال حرارت می شود. با توجه به نتایج به دست آمده مشخص گردید که افزایش کسر حجمی تاثیر مستقیمی بر افزایش ضریب انتقال حرارت دارد. به طوری که با افزایش کسر حجمی از 2% به 6% تقریباً افزایش 3% ضریب انتقال حرارت جابجایی را در پی دارد. همچنین اثر افزایش غلظت به ازای هر 2%، به میزان 40% موجب افزایش مقادیر اصطکاک می شود. افزایش عدد رینولدز به دو برابر، حدود 6% عدد ناسلت متوسط را بالا می برد. در واقع تاثیر نانوذرات بر ضریب هدایت حرارتی سیال موجب این افزایش می باشد. همچنین تزریق سیال به درون جریان به دلیل ایجاد اختلال در ضخامت لایه مرزی و اختلاط بیشتر لایه های سیال که خود باعث افزایش انتقال حرارت می گردد. همچنین استفاده از لوله های خمیده نیز به دلیل ایجاد نیروی گریز از مرکز در خم و عدم توسعه یافتگی، افزایش انتقال حرارت را موجب می گردد.