دانلود پایان نامه ارشد: شبیه سازی عددی انتقال حرارت و جریان مغشوش نانوسیال آب-اکسید مس

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مکانیک

گرایش :تبدیل انرژی 

عنوان :  شبیه سازی عددی انتقال حرارت و جریان مغشوش نانوسیال آب-اکسید مس

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد خمینی شهر

دانشکده مکانیک

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد M.Sc

مهندسی مکانیک- گرایش تبدیل انرژی

شبیه سازی عددی انتقال حرارت و جریان مغشوش نانوسیال آب-اکسید مس در میکروکانال مستطیلی با دندانه‌های نیمه چسبان

استاد راهنما:

دکتر داود طغرایی

استاد مشاور:

دکتر آرش کریمی­پور

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)فهرست مطالب
             عنوانصفحه
.. فصل اول.. 21-1   مقدمه. 31-2   روش‌های غیرفعال: 41-2-1  سطوح زبر. 41-2-2  افزودنی‌ها به سیالات... 61-3   هدایت ناشی از حرکت براونی.. 71-4   لایه سازی مایع در سطح مشترک آن با ذره جامد.. 71-5   انتقال حرارت توسط فونون‌ها 81-6   تأثیر خوشه‌ای شدن نانوذرات... 81-7   میکروکانال‌ها 91-8   خنک کاری میکروکانال های دندانه دار. 131-8-1  مکانیزم برش.... 131-8-2  جریان‌های ثانویه. 131-8-3  پدیده جدایی.. 131-9   جمع بندی.. 15.. فصل دوم. 162-1   مقدمه. 172-2   بررسی‌های انجام ‌شده پیرامون جریان نانوسیالات در میکروکانال‌.. 172-3   بررسی‌های انجام ‌شده پیرامون استفاده از نانوسیال در میکروکانال‌ها با چشمه گرمایی.. 192-4   بررسی‌های انجام ‌شده پیرامون استفاده از نانوسیال در مجاری با دندانه یا مولدهای گردابه. 202-5   بررسی‌های انجام‌شده پیرامون جریان سیالات معمولی در ماکروکانال‌های دایروی.. 222-6   بررسی‌های انجام‌شده پیرامون استفاده از مولدهای گردابه در میکروکانال‌ها 232-7............................. بررسی‌های انجام‌شده پیرامون جریان سیالات معمولی در ماکروکانال‌های  U شکل بدون دندان 252-8   جمع‌بندی.. 27.. فصل سوم. 283-1   مقدمه. 293-2   معادلات اساسی حاکم بر جریان مغشوش سه بعدی.. 293-3   معادلات اساسی حاکم بر جریان آرام سه بعدی.. 323-4   معادلات اساسی حاکم بر جریان آرام دو بعدی.. 323-5   روابط حاکم برای محاسبه خواص نانوسیال.. 333-6   روابط پارامترهای اندازه‌ گیری شده در جریان آرام و مغشوش سه بعدی.. 343-7   روابط پارامترهای اندازه‌ گیری شده در جریان آرام در حالت دو بعدی.. 353-8   روابط تجربی.. 36فصل چهارم. 384-1   میکروکانال‌های بررسی شده در این رساله. 394-2   میکروکانال دو بعدی مستطیلی شکل.. 394-2-1  بیان مسئله. 394-2-2  سیال خنک کننده استفاده شده. 414-2-3  مطالعه شبکه برای شبیه‌سازی عددی مسئله حاضر. 424-2-4  انتخاب دامنه همگرایی جواب‌ها 434-3   میکروکانال دو بعدی مستطیلی شکل.. 444-1-3  بیان مسئله. 444-3-2  سیال خنک کننده استفاده شده. 454-3-3  مطالعه شبکه برای شبیه‌سازی عددی مسئله حاضر. 464-3-4  انتخاب دامنه همگرایی جواب‌ها 474-4   میکروکانال سه بعدی مستطیلی شکل.. 494-4-1  بیان مسئله‌ 494-4-2  سیال خنک کننده استفاده شده. 514-4-3  مطالعه شبکه برای شبیه‌سازی عددی مسئله حاضر. 524-4-4  انتخاب دامنه همگرایی جواب‌ها 524-5   بررسی جریان مغشوش نانوسیال آب-اکسید مس در میکروکانال‌های مستطیلی.. 544-5-1  بیان مسئله‌ 544-5-2  شرایط مرزی برای معادلات حاکم.. 564-5-3  سیال خنک کننده استفاده شده. 574-5-4  مطالعه شبکه برای شبیه‌سازی عددی مسئله حاضر. 584-5-5  انتخاب دامنه همگرایی جواب‌ها 59.. فصل پنجم.. 615-1   مقدمه. 625-2   نتایج مربوط به میکروکانال دو بعدی مستطیلی.. 625-2-1  بررسی عدد رینولدز و کسر حجمی نانو ذره. 625-3   نتایج مربوط به میکروکانال دو بعدی مستطیلی.. 715-3-1  بررسی عدد رینولدز و کسر حجمی نانوذره: 715-4   نتایج مربوط به میکروکانال سه بعدی مستطیلی، جریان آرام. 865-5   مربوط به جریان مغشوش نانوسیال آب-اکسید مس.... 945-5-1  اعتبار سنجی.. 94. فصل ششم.. 1196-1   تاثیر وجود دندانه در میکروکانال دو بعدی مستطیلی.. 1206-2   بررسی ارتفاع دندانه در میکروکانال دو بعدی مستطیلی.. 1206-3   مطالعه تاثیر دندانه در میکروکانال سه بعدی مستطیلی.. 1216-4   مطالعه جریان مغشوش نانوسیال آب-اکسید مس در میکروکانال سه بعدی مستطیلی با دندانه‌های نیمه چسبان.. 1216-5   پیشنهادهای آینده. 122چکیدهامروزه به دلیل استفاده از ابزارها و اجزای ریز مقیاس در صنایعی مانند صنایع الکترونیک، صنایع هوایی، صنایع پزشکی و آزمایشگاهی و... ، نیازمند به ‌وجود آمدن و به‌کارگیری روش‌های جدید و پر بازده در بحث انتقال حرارت در این ابزارها است. این ابزارها به ‌دلیل ابعاد هندسی کوچک، و بسته به نوع کاربرد، قابلیت انتقال شار حرارت ایجاد شده، با روش‌های مرسوم  را ندارند. به همین منظور با به‌کارگیری روش‌های جدید با بازده بالا  از مزایای استفاده از این ابزارها در صنعت می‌توان بهره جست. روش‌های جدید می‌تواند شامل استفاده از میکروکانال‌ها و پودر افزودنی نانوذرات در سیال خنک کننده، از روش‌های پربازده در خنک کاری ابزارهای ریز مقیاس باشد. علاوه بر استفاده مستقیم از روش‌های جدید معرفی شده،  عملکرد انتقال حرارتی این روش‌ها را نیز می‌توان با استفاده از روش‌هایی مانند استفاده از دندانه در میکروکانال‌ها و تغییرات در ابعاد و پارامترها و نوع دندانه‌ها به میزان قابل توجهی افزایش داد. در این پایان نامه در ابتدا روش‌های افزایش انتقال حرارت به طور مختصر بحث و بررسی می‌شود. در ادامه معرفی کارهای انجام شده توسط محققین در این زمینه، به معرفی و بررسی عددی روش‌هایی که باعث افزایش عملکرد انتقال حرارت اجباری در میکروکانال‌ها می‌شود، می‌پردازیم. در این رساله در بخش‌هایی مجزا، به بررسی عددی تأثیر وجود دندانه، استفاده از پودر نانو ذرات، تأثیر تغییر ارتفاع دندانه، و تأثیر تغییر در هندسه کلی دندانه، در میکروکانال‌ها، به طور مفصل پرداخته می‌شود. در بررسی عددی کلیه مطالعات فوق از بسته نرم افزاری حجم محدود فلوئنت3/6  استفاده شده است. شبیه‌سازی‌های فوق شامل شبیه‌سازی جریان دو و سه بعدی آرام، و جریان سه بعدی آرام و مغشوش است. در نهایت نتایج حاصل از این تحقیق به صورت نمودار و جداول مقایسه‌ای و کانتورها ارائه می‌شوند.واژه های کلیدی: میکروکانال، انتقال حرارت اجباری، مطالعه عددی، نانوسیال، دندانه. روش‌های افزایش انتقال حرارت فصل 1 معرفی روش‌های افزایش انتقال حرارت1-1           مقدمهدر سالیان اخیر توجه به مسئله بهبود انتقال حرارت در علوم مهندسی و صنعت، با سرعت افزاینده‌ای در حال رشد است، به طوری که هم اکنون به بخش بسیار مهمی از تحقیقات تجربی و نظری تبدیل شده است. در حال حاضر مقالات منتشر شده مرتبط با بهبود انتقال حرارت در سیستم‌های حرارتی حدود %10 کل مقالات مرتبط با مبحث انتقال حرارت را شامل می‌شوند [1]. بهبود انتقال حرارت با استفاده از روش‌های مرسوم باعث صرفه‌جویی قابل‌توجهی در هزینه‌ها و منابع انرژی و حفظ محیط زیست شده است. برهم زدن زیر لایه آرام در لایه مرزی جریان مغشوش، ایجاد جریان ثانویه، اتصال دوباره سیال جداشده به سطح، ایجاد تأخیر در توسعه لایه مرزی، تقویت ضریب هدایت حرارتی مؤثر سیال، افزایش اختلاف دما بین سطح و سیال و افزایش نرخ جریان سیال به صورت غیرفعال از جمله مهم‌ترین مکانیزم‌هایی هستند که منجر به افزایش انتقال حرارت از طریق جریان سیال می‌شوند [2].روش‌های تقویت انتقال حرارت بر اساس یک طبقه‌بندی مرسوم و پذیرفته شده به دو دسته فعال[1] و غیرفعال[2] تقسیم می‌شوند [3]. روش‌های فعال به روش‌هایی گفته می‌شود که در آن بقای مکانیزم تقویت انتقال حرارت وابسته به وجود یک نیروی خارجی است. در حالی که در روش‌های غیرفعال نیازی به وجود چنین نیرویی نیست. جدول ‏1‑1 این طبقه‌بندی را به کل دقیق‌تر و با ذکر مهم‌ترین روش‌های موجود در هر دسته نمایش داده است.استفاده از هر کدام از این روش‌ها به شرایط کاری موجود و نیازهای کاربر بستگی دارد. اما روش‌های فعال به دلیل استفاده دائمی از یک منبع توان معمولاً پرهزینه‌تر از روش‌های غیرفعال هستند. لذا روش‌های غیرفعال در زمینه‌های مختلف صنعت و تولید قدرت نقش پیشگام را دارند. مروری بر تاریخچه روش‌های غیرفعال نشان می‌دهد که فن‌آوری انتقال حرارت را می‌توان به سه نسل تقسیم کرد [4]. نسل اول بر کانال‌های ساده برای انتقال حرارت متمرکز بود. توسعه انتقال حرارت در نسل دوم به واسطه استفاده از تجهیزات و ابزار تقویت‌کننده دوبعدی که دارای ابعادی قابل‌مقایسه با ابعاد کانال بودند، ارتقا یافت. نسل سوم به واسطه استفاده از ابزار و تجهیزات سه‌بعدی (زبری‌های سه‌بعدی، برآمدگی‌ها و زائده‌ها) در مقیاس‌های ریزتر و حتی در حد میکرون زمینه بهبود انتقال حرارت را فراهم کرد.
جدول ‏1‑1 -طبقه‌بندی روش‌های انتقال حرارت [3]
روش‌های فعالروش‌های غیرفعال
  
سطوح پرداخت‌شده[3]کمک‌کننده‌های مکانیکی[4]
سطوح زبر[5]ارتعاش سطح
سطوح گسترش‌یافته[6]ارتعاش سیال
ابزارهای تقویت‌کننده جابه‌جا شده[7]میدان‌های الکتروستاتیکی
ابزارهای پیچش جریان[8]مکش یا دمش
لوله‌های مارپیچ[9]برخورد جت[10]
افزودنی‌ها به سیالات 
ابزارهای کشش سطحی[11]
1-2           روش‌های غیرفعال: برخی از مهم‌ترین روش‌های غیرفعال مرتبط با تحقیق حاضر که امروزه دامنه کاربرد بسیار وسیعی را به خود اختصاص داده‌اند، در زیر به صورت اختصار تشریح می‌شوند.1-2-1  سطوح زبرسطوح زبر در انواع و اشکال مختلف تولید می‌شوند. کاربرد عمده سطوح زبر عموماً در جریان‌های تک فازی است. در جریان مغشوش درون مجاری یک ناحیه با سرعت کم در مجاورت دیواره‌ها تشکیل می‌شود که به عنوان زیر لایه لزج شناخته می‌شود. ضخامت این لایه برای شرایط جریان مغشوش توسعه‌یافته حدود3 تا  5 درصد شعاع لوله است [4] . این ناحیه دارای بیش‌ترین مقاومت حرارتی است. بنابراین هر روشی که زیر لایه لزج را حذف کند سبب تقویت انتقال حرارت خواهد شد. برای کنترل ساختار این لایه در حال حاضر دو روش مختلف به صورت گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. یکی از این راه‌ها توسعه مناطق جدایش جریان نزدیک دیوار است که می‌توان با استفاده از یک چیدمان متناوب از مولد‌های گردابه (برآمدگی‌ها یا دندانه‌ها، سطوح مارپیچ، زبری و ...) بر سر راه جریان آن را تأمین کرد. روش دیگر با تغییر شکل دادن سطح انتقال حرارت به شکل تورفتگی‌های سه‌بعدی (سوراخ، حفره) امکان‌پذیر است. البته وجود برخی زبری‌ها نظیر دندانه تا حد کمی باعث افزایش سطح انتقال حرارت نیز می‌شود که معمولاً تأثیر آن در مقایسه با تأثیر اغتشاش ناشی از دندانه‌ها بسیار ناچیز است. شکل ‏1‑1 الگوی جریان بعد از یک دندانه را نمایش می‌دهد.تعداد صفحه : 154قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید