خنک‌کاری به‌عنوان یکی از مهمترین چالش‌های موجود در صرفه جویی انرژی و افزایش بهره‌وری بسیاری از صنایع مطرح می-باشد. اولین مانع جدی در فشرده‌سازی و کارآمد کردن دستگاههای انتقال حرارت، خواص ضعیف سیالات انتقال حرارت است. راندمان انرژی تجهیزات انتقال حرارت به تغییرات فلاکس ح أکثر
خنک‌کاری به‌عنوان یکی از مهمترین چالش‌های موجود در صرفه جویی انرژی و افزایش بهره‌وری بسیاری از صنایع مطرح می-باشد. اولین مانع جدی در فشرده‌سازی و کارآمد کردن دستگاههای انتقال حرارت، خواص ضعیف سیالات انتقال حرارت است. راندمان انرژی تجهیزات انتقال حرارت به تغییرات فلاکس حرارتی ایجاد شده در آن‌ها بستگی دارد. استفاده از سیالات متداولی همچون آب و اتیلن گلیکول به‌عنوان سیالات خنک‌کننده در سیستم خنک‌کاری دستگاههای مختلف انتقال حرارت جوابگوی دفع شار حرارتی بسیار بالا (دهها مگا وات بر متر مربع) نیست. امروزه نانو سیالات به‌عنوان سیالات جدید انتقال حرارت و با اضافه کردن نانو ذرات به سیالاتی که انتقال حرارت پایینی دارند و با ایجاد تغییرات در چگالی، گرمای ویژه و ویسکوزیته این سیالات، به منظور افزایش هدایت حرارتی و بهبود عملکرد انتقال حرارت ساخته می شوند. در این پژوهش نتایج تحقیقات آزمایشگاهی در مورد انتقال حرارت در نانوسیالات تحت جریان‌های آرام، مغشوش و همچنین جوشش استخری بحث و بررسی می‌شود.
تفاصيل المقالة
جریان‌های چند فازی نظیر جوشش استخری، مسائلی چند فیزیکی - چند مقیاسی پیچیده‌ای هستند و نیازمند انبوهی از تکنیک‌های عددی برای فیزیک‌های مختلف حل اند که برای مجموعه خاصی از پارامترهای جریان و رژیم‌های مختلف با هم ترکیب شده اند. به همین دلیل هنوز یک راه حل عددی کاملاً تثبیت أکثر
جریان‌های چند فازی نظیر جوشش استخری، مسائلی چند فیزیکی - چند مقیاسی پیچیده‌ای هستند و نیازمند انبوهی از تکنیک‌های عددی برای فیزیک‌های مختلف حل اند که برای مجموعه خاصی از پارامترهای جریان و رژیم‌های مختلف با هم ترکیب شده اند. به همین دلیل هنوز یک راه حل عددی کاملاً تثبیت شده برای انجام شبیه سازیهای پیش بینی کننده و به خوبی معتبر شده به طور شفاف تعریف نشده است. هدف اصلی از انجام این پژوهش، جمع بندی روش‌ها و اصول اساسی شبیه سازی عددی جوشش استخری و تبیین کلیۀ مراحل اجراء و پیاده سازی آن در نرم افزار انسیس فلوئنت به گونه ای صریح و شفاف است. در این پژوهش، جزئیات مدل‌های عددی و نتایج بدست آمده برای ناحیه جوشش هستهای جهت تحلیل دینامیک تک حباب و محاسبه شار حرارتی بحرانی ارائه شده است و تأثیر پارامترهایی مانند سوپرهیت دیواره، زیرسردی مایع، زاویه تماس و مشخصه های ساختاری سطح بر ضریب انتقال حرارت و شار حرارتی را نیز شامل می شود. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که شبیه سازیهای عددی تطابق نسبتاً خوبی با داده‌های آزمایشگاهی و تجربی دارد.
تفاصيل المقالة
با توجه به نیاز صنایع به بهبود روش‌های انتقال حرارت، ناحیه جوشش هستهای مورد توجه ویژه محققان قرار دارد چراکه جوشش سیالات امکان دستیابی به شارهای حرارتی بالاتری را نسبت به فرآیندهایی که تنها مبتنی بر انتقال حرارت جابه‌جایی غیر جوششی هستند در دسترس قرار می‌دهد. در این بین أکثر
با توجه به نیاز صنایع به بهبود روش‌های انتقال حرارت، ناحیه جوشش هستهای مورد توجه ویژه محققان قرار دارد چراکه جوشش سیالات امکان دستیابی به شارهای حرارتی بالاتری را نسبت به فرآیندهایی که تنها مبتنی بر انتقال حرارت جابه‌جایی غیر جوششی هستند در دسترس قرار می‌دهد. در این بین، تغییر سیال عامل در سیستم‌های انتقال حرارت جوششی از سیال خالص به نانوسیال موجب بهبود مشخصه‌های انتقال حرارت شده و در نتیجه امکان انتقال شار حرارتی بالاتر در دماهای پایین‌تر را میسر می‌نماید. در نقطه شار حرارتی بحرانی که شار حرارتی ماکزیمم است، بحث امنیت سطح جوشش و محافظت از آن در برابر ازدیاد بیش از حد دما مهم میباشد. هدف از این تحقیق شبیه‌سازی عددی جوشش استخری نانوسیال هیبریدی پایه آب شامل 30% نانولوله کربنی چندجداره و 70 % اکسید تیتانیوم با غلظت حجمی 5/0%، روی سطح دایروی مسی و بررسی مشخصه‌های انتقال حرارتی و به طور ویژه نقطه شار حرارتی بحرانی میباشد. ابتدا فرآیند جوشش آب د‌یونیزه خالص توسط نرم‌افزار انسیس فلوئنت شبیه‌سازی گشته و نتایج با داده‌های تجربی مقایسه شدهاند. با توجه به تطابق قابل قبول نتایج، نانوسیال هیبریدی مذکور به عنوان سیال عامل تحت جوشش، با تغییر چگالی سایت‌های هسته‌زایی به صورت عددی شبیه‌سازی گردیده و مشخصات انتقال حرارت و شار حرارتی آن به دست آمده‌اند. مطابق نتایج، شار حرارتی بحرانی برای آب د‌یونیزه خالص در دمای C° 4/24 اتفاق افتاده و میزان آن در حدود 1/1 مگاوات بر متر مربع بوده در حالی که شار حرارتی بحرانی برای نانوسیال هیبریدی در دمای حدودی C° 13 بوده و مقدار آن در حدود 1مگاوات بر متر مربع میباشد.
تفاصيل المقالة
سند
Sanad is a platform for managing Azad University publications
