487 views
پیشینه تحقیق جابجایی طبیعی و جریان نانوسیال و پارامترهای انتقال حرارت در نانوسیالات و روش های حل جریان نانوسیال دارای ۳۲ صفحه می باشد فایل پیشینه تحقیق به صورت ورد word و قابل ویرایش می باشد. بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دنلود فایل نمایش داده می شود و قادر خواهید بود آن را دانلود و دریافت نمایید . ضمناً لینک دانلود فایل همان لحظه به آدرس ایمیل ثبت شده شما ارسال می گردد.
مقدمه ۵
۱-۱- جابجایی طبیعی ۵
۱-۲- نانوسیال ۷
۱-۳- تولید نانوسیال ۸
۱-۴- پارامترهای انتقال حرارت در نانوسیالات ۱۰
۱-۴-۱- انباشتگی ذرات ۱۰
۱-۴-۲- نسبت حجمی ذرات نانو ۱۱
۱-۴-۳- حرکت براونی ۱۲
۱-۴-۴- ترموفورسیس ۱۲
۱-۴-۵- اندازه نانوذرات ۱۳
۱-۴-۶- شکل نانوذرات ۱۳
۱-۴-۷- ضخامت لایه سیال بین ذرات نانو ۱۴
۱-۴-۸- دما ۱۵
۱-۴-۹- کاهش در ضخامت لایه مرزی گرمایی ۱۶
۲-۱- روشهای مدلسازی جریان نانوسیال ۱۷
۲-۲- تعریف مسئله ۲۰
۲-۳- فیزیک جریان آرام داخل حفره ۲۱
۲-۴-کارهای انجام شده در زمینه شبیه سازی جریان جابجایی طبیعی در نانوسیال ۲۲
۲-۴-۱- کارهای انجام شده در زمینه خواص نانوسیال ۲۳
۲-۴-۱-۱- روابط تئوری ارائه شده در زمینه ضریب رسانش حرارتی موثرنانوسیال ۲۳
۲-۴-۱-۲- روابط تئوری ارائه شده در زمینه ویسکوزیتهی نانوسیال ۲۴
۲-۴-۱-۳- کارهای تجربی انجام شده در زمینه ضریب رسانش حرارتی موثر نانوسیال ۲۴
۲-۴-۱-۴- کارهای تجربی انجام شده در زمینه ویسکوزیته موثر نانوسیال ۲۵
۲-۴-۲- کارهای انجام شده در زمینهی انتقال حرارت در نانوسیال ۲۶
۲-۴-۲-۱- کارهای تجربی انجام شده در زمینهی انتقال حرارت در نانوسیال ۲۶
۲-۴-۲-۲- کارهای عددی انجام شده در زمینهی انتقال حرارت در نانوسیال درداخل حفرهی مربعی ۲۷
مراجع ۲۸
[۱] Xiang-Qi Wang, Arun S., Mujumdar, A Review on Nanofluids – Part I: Theoretical and Numerical Investigations, Brazilian Journal of Chemical Engineering, 4 (2008) 613-630.
[۲] Masuda, H., Ebata, A., Teramae, K., Hishinuma, N., Alteration of thermal conductivity and viscosity of liquid by dispersing ultra-fine particles, Netsu Bussei 7 (1993) 227-233.
[۳] Choi U.S., Enhancing thermal conductivity of fluids with nanoparticles, Developments and application of non-newtonian flows, ASME, 1995, pp. 99-105.
[۴] Xiang-Qi Wang, Arun S., Mujumdar, A Review on Nanofluids – Part I: Experiments and Applications, Brazilian Journal of Chemical Engineering, 4 (2008) 613-630.
[۵] Prakash, M., Giannelis, E. P., Mechanism of Heat Transport in Nanofluids, Journal of Computer-Aided Material Design 14 (2007) 109-117.
[۶] Karthikeyan, N. R., Philip, J., Raj, B., Effect of Clustering on the Thermal Conductivity of Nanofluids, Materials Chemistry and Physics 109 )۲۰۰۸( ۵۰-۵۵٫
[۷] Wang, X., Xu, X., Choi, S. U. S., Thermal Conducivity of Nanoparticle-Fluid Mixture, Journal of Thermophysics and Heat Transfer 13 (1999) 474-480.
[۸] Jang, S. P., Choi, S. U. S., Effects of Various Parameters on Nanofluid Thermal Conductivity, ASME Journal of Heat Transfer 129 (2007) 617-623.
[۹] Jang, S. P., Choi, S. U. S., Role of Brownian Motion in the Enhanced Thermal conductivity of Nanofluids, Applied Physics Letters. 84 (2004) 4316-4318.
[۱۰] Chon, C. H., Kihm, K. D., Lee, S. P., Choi, S. U. S., Empirical Correlation Finding the role of Temperature and Particle Size for Nanofluid (Al2O3) Thermal Conductivity Enhancement, Applied Physics Letters 87 (2005) 153107.
[۱۱] Prasher, R., Bhattacharya, P., Phelan, P. E., Brownian-Motion-Based Convective-Conductive Model or the Effective Thermal Conductivity of Nanofluids, ASME Journal of Heat Transfer 128 (2006) 588-595.
[۱۲] Yu, W., France, D. M., Routbort, J. L., Choi, S. U. S., Review and Comparison of Nanofluid Thermal Conductivity and Heat Transfer Enhancements, Heat Transfer Engineering 29 (2008) 432-460
[۱۳] Yu, C. J., Richter, A. G., Datta, A., Durbin, M. K., Dutta, P., Observation of Molecular Layering in Thin Liquid Films Using X-Ray Reflectivity, Physical Review Letters 82 (1999) 2326-2329.
در این مقاله به بررسی مفاهیمی مثل جابجایی طبیعی، خواص نانوسیال و جریان نانوسیال می پردازیم. در ادامه هر یک از مفاهیم فوق را بهطور جداگانه معرفی کرده و ویژگیها و پیچیدگیهای آنها را به شکل اجمالی مطرح مینماید. و سپس به معرفی روشهای حل جریان نانوسیال پرداخته سپس عدد نادسن به عنوان معیاری برای تشخیص پیوسته و یا ناپیوسته بودن نانوسیال معرفی میگردد. در نهایت پس از بررسی روشهای عددی مدلسازی جریان نانوسیال، تحقیقات تجربی و عددی انجام پذیرفته در این زمینه معرفی شده و توضیح مختصری درمورد هریک از آنها ارائه میشود.
یکی از مسایل بسیار مهم در مکانیک سیالات حرکت سیالات در طبیعت و صنعت است که مهندسان همه روزه با آن سروکار دارند. برخی از جریانات حاصل از جابجایی طبیعی[۱] ناشی از نیروی ارشمیدس است. در مبحث انتقال حرارت صفت “طبیعی“، به جریانهایی اختصاص مییابد که نتیجه اختلاف چگالی جرمی هستند، درحالیکه وقتی جریان در اثر گرادیان فشار و یا شرایط مرزی سرعت اتفاق میافتد، جابجایی اجباری[۲] اصطلاح مناسبتری است. بعضی از نویسندگان و محققین، بین جابجایی طبیعی داخلی (در محوطه بسته) و خارجی (اطراف اشیا) دچار اشتباه میگردند. الگوهای رفتاری این دو متفاوت از هم بوده و دومی جابجایی آزاد[۳] نیز نامیده میشود. اختلاف چگالی در اثر اختلاف فاز، اختلاف غلظت و یا دما ایجاد میشود. حبابهای بخار در آب نمونهای از حالت اول هستند. قانون ارشمیدس بیان میکند که نیروی خالص به طرف بالا که به حباب وارد میشود، برابر است با شتاب جاذبه ضرب در اختلاف بین جرم جابجا شده از آب و جرم بخار حباب، که این نیروی شناوری باعث بالا رفتن حباب میشود. حرکتهای نفوذی نمونهای از حالت دوم هستند که در آن، طبیعت سعی میکند غلظت محلول را در جهت ماکزیمم کردن آنتروپی یکسان کند. مسألهای که در پیش روست، مثالی برای حالت سوم است که از این به بعد به بررسی آن پرداخته میشود. به عنوان بخشی از کاربردهای صنعتی و مهندسی و نمونههای عملی این جریان، میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
جابجایی هوا و تهویه در داخل بناها و ساختمانها، تانکرهای ذخیره مایعات، ساختار سلولهای خورشیدی، خنک کاری تجهیزات الکترونیکی، انتقال حرارت طی رشد کریستالها و جریان بین دیوارههای رآکتور هستهای.
میدانیم وقتی قسمتی از سیال نسبت به قسمت دیگر گرمتر باشد، منبسط شده و چگالی آن کم میشود. به همین دلیل است که گردابههای حرارتی در اتمسفر و اقیانوسها ایجاد میگردند و یا بالنهایی که با هوای گرم پر میشوند، بالا میروند. جابجاییهای طبیعی به دو دسته تقسیم میگردند که هر کدام با الگوهای رفتاری خاصی مشخص میشوند. اولین دسته که “گرمایش از سطح زیرین”[۴] نام دارد، در اثر حرارت دادن یک صفحه زیرین که سیال سردتری در روی آن در جریان است، ایجاد میگردد. مشخصه اصلی این دسته، وجود ساختارهای بزرگ و منسجم در سیال مانند پلومها[۵]، سلولهای حرارتی[۶] و سلولهای رایلی-بنارد[۷] است. دومین دسته به “گرمایش از کنارهها”[۸] معروفند که صفحه عمودی گرم سادهترین مثال این دسته به شمار میرود. مشخصه اصلی این دسته هم گرادیانهای شدید دما و سرعت در لایههای مرزی است.
امروزه، تحقیقات مکانیک سیالات در این خصوص به دو زمینه مطالعاتی محدود میشود. زمینه مطالعاتی اول اندازهگیری تجربی دادههای جریان و دیگری، شبیه سازی عددی معادلات ریاضی حاکم بر جریان است. مطالعه در هر کدام از این زمینهها مشکلات مخصوص به خود را دارد. کار تجربی از نااطمینانیهایی که در شرایط مرزی وجود دارد و همچنین مشکل اندازه واقعی مدل رنج میبرد و معمولا پر هزینهتر از روش عددی است. هر چند برای اثبات درستی روش عددی و بدست آوردن فرضیات و ثوابت تجربی، روش تجربی همواره لازم است. اما اگر یک مدل عددی برای حالت خاصی به کمک دادههای تجربی تأیید شود، نتایج آن مدل برای حالتهای مشابه نیز قابل استناد است، بدون اینکه برای آن حالتها نیاز به هزینه کار تجربی باشد و این نقطه قوت شبیه سازی عددی است.
گرمایش و سرمایش یک سیستم توسط سیال در بسیاری از صنایع مانند صنایع الکترونیک، نیروگاهها، دستگاههای نوری ،آهنرباهای ابر رسانا، کامپیوترهای فوق سریع، موتورهای ماشین و بسیاری از کارخانجات از اهمیت زیادی برخوردار است. تمامی سیستمهای خنک کننده وگرمایشی بر پایه انتقال حرارت طراحــی میشوند. با توجه به این امر توسعه تکنیکهای موثر انتقال حرارت با توجه به محدودیت منابع طبیعی و تمایل به کاهش هزینهها بسیار ضروری میباشد. بطور معمول سیستمهای خنک کننده با هوا بیشتر مورد استفاده قرار گرفته و قابل اطمینانتر هستند. اما زمانیکه نیاز به شار حرارتی[۹] بالا و انتقال حرارت سریع وجود دارد، از مایعاتی مانند آب، اتیلن گلیکول و مایعات مناسب دیگر استفاده میشود که محدودیت حرارتی دارند. سیالات معمول مورد استفاده برای انتقال حرارت دارای ضریب رسانش حرارتی پایین میباشند، در حالی که فلزات دارای رسانش حرارتی بالاتر از سه برابر اینگونه سیالات میباشند. بنابراین استفاده از ذرات جامد فلزی و ترکیب آنها با اینگونه سیالات برای افزایش ضریب رسانش حرارتی و در نتیجه افزایش راندمان حرارتی بسیار مطلوب به نظر میرسد.
ماکسول در سال ۱۸۸۱[۱۰] [۱] برای اولین بار بحث افزایش ذرات جامد به سیال را مطرح کرد و رابطهای برای ضریب رسانش حرارتی مخلوط سیال خالص و ذرات جامد ارائه نمود. سالها استفاده از سوسپانسیون سیال و ذرات جامد بسیار کوچک در ابعاد میکرو مورد توجه محققین بوده است. اما این سیالات با ذرات جامد معلق در حد میکرومتر[۱۱] مشکلات فراوانی مانند رسوب گذاری، ناخالصی، خوردگی و افزایش افت فشار و… داشتهاند تا اینکه ابتدا ماسودا و همکاران [۲] و سپس چویی [۳] ایده نانوسیال[۱۲] را برای اولین بار مطرح نمودند و انقلاب بزرگی در زمینه انتقال حرارت در سیالات پدید آوردند. همچنین به مقدار زیادی خوردگی، ناخالصی و مشکلات افت فشار به دلیل کوچک بودن ذرات کاهش پیدا کرد و از طرفی پایداری برخی سیالات در مقابل رسوبگذاری بطور چشمگیری بهبود یافت. نانوتکنولوژی بطور کلی معرف روش جابجایی تکتک اتمها و آرایش آنها به صورت دلخواه میباشد. به همین سبب اندازه و ابعاد کاری این مجموعه بسیار کوچکاند که البته پیشوند نانو بیانگر حدود این فناوری است.
[۱] Natural Convection
[۲] Forced Convection
[۳] Free Convection
[۴] Heating-from-below
[۵] Plumes
[۶] Thermal Cells
[۷] Rayleigh-Benard
[۸] Heating-from-the-side
[۹] Heat Flux
[۱۰] Nano Fluid
[۱۱] Micrometer
[۱۲] Nano Fluid
تمامی فایل های پیشینه تحقیق و پرسشنامه و مقالات مربوطه به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد. جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ را پرداخت نمایید.
ارسال نظر