دانشگاه مازندران

دانشکده مکانیک

پایان نامه کارشناسی ارشد

گرایش تبدیل انرژی

  عنوان

بررسی عددی تاثیر ذرات نانو در مواد تغییر فاز دهنده در یک محفظه بسته مربعی سه بعدی

استاد راهنما

دکتر علی­اکبر رنجبر

استاد مشاور

دکتر سید فرید حسینی­زاده

اسفند  1388

چکیده :

افزایش انتقال حرارت و همچنین افزایش راندمان سیستم های ذخیره کننده انرژی با توجه به محدودیت منابع طبیعی و با هدف کاهش هزینه­ها همواره یکی از اساسی ترین دغدغه­های مهندسین و محققین بوده است. این امر به خصوص در سیالات به دلیل کوچکی ضریب رسانش حرارتی از اهمیت بیشتری برخوردار است. یکی از مهمترین راه­های دستیابی به این امر ،که در سال­های اخیر به آن توجه زیادی شده، افزودن ذرات جامد با رسانش حرارتی بالا در ابعاد نانو می باشد. انتقال حرارت به همراه تغییر فاز در بسیاری از کاربردها بویژه در سیستم­های ذخیره انرژی حرارتی از اهمیت فوق العاده­ای برخوردار است. در این واحد­های ذخیره انرژی، هدف استفاده از گرمای نهان ذوب در طول فرایند تغییر فاز است. هدف از این تحقیق بررسی اثر افزودن  ذرات نانو به سیال تراکم ناپذیر پایه در انتقال حرارت و تغییر فاز ماده می باشد. در این تحقیق از یک سیال پایه­ی آب و چهار نوع نانو ذره­ی جامد مس (Cu)، آلومینیم (Al)، TiO₂ و اکسید آلومینیم (Al₂O₃) برای شش نسبت حجمی متفاوت (2/0، 15/0، 1/0، 05/0، 025/0، 0=φ) استفاده شده است. جریان آرام و در محدوده فرض بوزینسک در نظر گرفته شده و نتایج برای سه عدد گراشف 10⁵، 10⁶ و 10⁷ ارائه گردیده است. با استفاده از نرم افزار FLUENT مدلسازی تغییر فاز در جریان آرام سیال انجام شده است و افزودن ذرات نانو به سیال پایه با نوشتن UDF صورت پذیرفته است. نتایج نشان داده است که وجود نانو ذرات معلق در سیال باعث افزایش نرخ انتقال حرارت و کاهش زمان لازم برای انجماد کامل سیال می­شود. همچنین نتایج نشان داده است که عدد ناسلت قبل از شروع تغییر فاز با افزایش نسبت حجمی ذرات نانو افزایش می­یابد. همچنین افزودن ذرات مس در ابعاد نانو نسبت به افزودن دیگر ذرات نانو به سیال پایه زمان لازم برای انجماد کامل را بیشتر کاهش می دهد. مقایسه­ی نتایج حاصل از حل جریان با تحقیقات پیشین نشان دهنده­ی همخوانی قابل قبول این نتایج می­باشد.

واژه‌های کلیدی: انتقال حرارت (Heat Transfer)، نانوسِیال (Nanofluid)، تراکم­ناپذیر(Incompressible) ، حفره (Cavity)، نسبت منظری (Aspect Ratio)

فصل اول. 1

مقدمه. 1

1-1        مقدمه. 1

1-3 نانو تکنولوژی.. 4

1-3-1 چرا «نانو» تکنولوژی؟. 5

1-4 تاریخچه نانو فناوری.. 5

1-5 کاربرد نانو سیالات.. 6

1-6 روش­های ذخیره انرژی.. 7

1-6-1 ذخیره انرژی به صورت مکانیکی.. 7

1-6-2 ذخیره الکتریکی.. 7

1-6-3-1 ذخیره گرمای محسوس… 8

1-6-3-2 ذخیره گرمای نهان. 8

1-6-3-3 ذخیره انرژی ترموشیمیایی.. 8

1-7 ویژگی­های سیستم ذخیره نهان.. 10

1-8 ویژگی­های مواد تغییر فاز دهنده. 10

1-10-1-1 پارافین­ها 12

1-10-1-2 غیر پارافین‌ها 13

1-10-2 مواد تغییر فاز دهنده غیرآلی.. 14

1-10-2-1 هیدرات­های نمک.. 14

1-10-2-2 فلزات.. 15

1-10-3 اوتکتیک­ها 15

1-11 کپسوله کردن مواد تغییر فاز دهنده. 15

1-12 سیستم‌های ذخیره انرژی حرارتی.. 17

1-12-1 سیستم‌های گرمایش آب خورشیدی.. 17

1-13 کاربرد­های مواد تغییر فاز دهنده در ساختمان.. 17

1-14 کاربرد مواد تغییر فاز دهنده در دیگر زمینه ها 18

1-15  تکنیک­های افزایش کارایی سیستم ذخیره­ساز انرژی.. 19

1-15-1 استفاده از سطوح گسترش یافته. 19

1-15-2 استفاده از شبکهای از PCMها در سیستم. 20

1-15-3 افزایش هدایت حرارتی PCM.. 21

1-15-4 میکروکپسوله کردن PCM.. 23

فصل دوم. 25

پیشینه موضوع و تعریف مسئله. 25

2-1- مقدمه. 25

2-2- روش­های مدلسازی جریان نانوسیال. 25

2-3- منطق وجودی نانو سیالات.. 28

2-4- پارامترهای انتقال حرارت در نانوسیالات.. 31

براي دانلود متن كامل پايان نامه اينجا كليك كنيد 

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: