اطلاعات پایان نامه
شماره شناسایی : 39305755
نام و نام خانوادگی : ميلاد دارابي بروجني
عنوان پایان نامه : خنک سازی مانع گرم درون یک محفظه ی مستطیلی با استفاده از نانوسیال با خواص متغیر در حضور میدان مغناطیسی
رشته تحصیلی : مهندسي مكانيك-تبديل انرژي
مقطع تحصیلی : كارشناسي ارشد
استاد راهنما : احسان كيانپور
استاد مشاور :
چکیده : انتقال حرارت جابجایی در بسیاری از کاربردهای مهندسی، تکنولوژی و فرآیندهای طبیعی از اهمیت فراوانی برخوردار است. از جمله این کاربردها سیستم های خنک کننده می باشد که یکی از مهمترین دغدغه های کارخانجات و صنایعی مانند میکروالکترونیک است. با پیشرفت فناوری در صنایع میکروالکترونیک که در مقیاس های زیر صد نانومتر عملیات سریع و حجیم با سرعت های بسیار بالا (چـند گیگا هرتز) اتفاق می افتد، استفاده از موتورهایی با توان و حـــرارت بالا اهمیت به سزایی پیدا می کند. در این حالت استفاده از سيستم‌هاي خنک‌کننده ی پيشرفته و بهينه، کاري اجتناب‌ناپذير است. در این مطالعه تحقیق و بررسی در زمینه ی خنک کاری یک مانع گرم در وسط یک محفظه ی مستطیلی که حاوی نانوسیال آب-اكسيد آهن می باشد، به صورت دو‌بعدی، پایا، آرام و تراکم‌ناپذیر انجام شده است. این محفظه دارای یک ورودی و خروجی می باشد و سیال از یک طرف وارد محفظه شده و از طرف دیگر از محفظه خارج می شود (انتقال حرارت جابه جایی اجباری). تمامی دیواره های محفظه نیمه گرم بوده و مانع در وسط محفظه گرم می باشد. اثر پارامترهای مختلف از جمله کسر حجمی نانوذرات، عدد رینولدز، عدد هارتمن و تاثیر مکان خروجی بر روی نرخ انتقال حرارت بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که عدد ناسلت متوسط و در نتیجه انتقال گرمای کلی با تغییر مکان خروجی از بالا به پایین بیش‌تر می‌شود. به عبارت دیگر وقتی خروجی در پایین قرار داشته بیش‌ترین انتقال گرما را حاصل می شود و وقتی خروجی در بالا قرار دارد کم‌ترین انتقال گرما حاصل می شود. همچنین، با افزایش عدد رینولدز خطوط هم‌دما فشرده‌تر شده و ابعاد ناحیه‌ی سرد در نزدیکی ورودی افزایش می‌یابد. این پدیده باعث شده خطوط هم‌دما به مانع گرم نزدیک‌تر شده و گرادیان دما و در نتیجه انتقال گرمای مانع گرم افزایش یابد. بعلاوه، با تغییر کسر حجمی نانوذرات، تغییری در سرعت‌های عمودی و شکل کلی جریان مشاهده نمی‌شود. دلیل این موضوع تاثیر ناچیز نانوذرات بر لزجت نانوسیال است که باعث می‌شود تغییر کسر حجمی نانوذرات بر خواص لزجی جریان، و در نتیجه الگوی آن، تاثیری نداشته باشد. نهایتاً، با افزایش عدد رینولدز و کسر حجمی نانوذرات، عدد ناسلت متوسط و بنابراین انتقال گرما افزایش می‌یابند.
کلمات کلیدی : خنک کاری مانع گرم, جابه جایی اجباری, نانوسیال, هیدرودینامیک مغناطیسی, شبیه سازی عددی
تاریخ دفاع : 1397/09/14
دانلود فایل چکیده

About Proposal
Title : Cooling a hot obstacle in a rectangular enclosure by using nanofluid with variable properties and in the presence of a magnetic field
Abstract : The convection heat transfer has applications in a wide variety of engineering and technologies applications. To mention some of them, the cooling system should be mentioned which is the main concern of the factories and industries such as microelectronics. Thus, using some cooling systems with a strong and improved cooling methods, is something necessary. In this study, a hot obstacle which is located in the middle of a rectangular enclosure is cooled, and the flow is considered two dimensional, steady, laminar, and incompressible. This enclosure has an inlet and outlet, and the fluid is entered from one side and gone out from the other side (forced convection heat transfer). All the walls are semi-heated and the obstacle is hot. The effects of different parameters such as volume fraction of nanoparticles, Reynolds number, Hartmann number, and the outlet place on the heat transfer rate has been investigated. The results show that the average Nusselt number and heat transfer rate increases as the outlet place goes down. Besides, by increasing the Reynolds number, the isothermal lines are compressed and the dimension of the cold spots near the entrance augments. This phenomenon causes the isotherms come near the hot obstacle and the heat transfer increases. Moreover, by changing the volume fraction of nanoparticles, no changes are observed in the vertical velocities and the general pattern of the flow as far as the nanoparticles have little effects on the viscosity of nanolfuid. Finally, by increasing the Reynolds number and volume fraction of nanoparticles, the average Nusselt number and heat transfer augment.
Keywords : Cooling hot obstacle, forced convection, Variable properties nanofluid, Hydromagnetic, Numerical simulation
Download Abstract File