Skip to main content
SUPERVISOR
Mohsen Nasresfahany
محسن نصراصفهانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Alireza Jokar
علیرضا جوکار

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Experimental investigation of hydrodynamics and heat transfer of the curved microchannel
Abastract Heat transfer of DI- water and silica nano fluid was investigated in this study experimentally. Experiments were conducted in copper circular microchannels with inner diameter of 0.79 mm and bend radius of 2.5, 5, and 10 cm with the lengths of 8, 16 and 32 cm, respectively in the range of constant heat flux from 9.4 to 30 kW / m 2 . The results showed that due to the creation of Dean Vortexes and secondary flow increases the microchannel heat transfer coefficient with a bend radius of 10 cm to 45% and for microchannel with the bend radius of 5 cm to 63% in compare with the straight channels. This increase in heat transfer coefficient decreases with decreasing the bend radius and microchannel length. The results also showed that the use of nanofluid increased the heat transfer coefficient up to 7% for microchannel with the bend radius of 2.5 cm and up to 17% for microcanal with the bend radius of 5 cm and up to 15% the bend radius of 10 cm. Which can be due to factors such as the Brownian movement of nanoparticles, the molecular surface at the interface between nanoparticles and the fluid, the clustering of nanoparticles, and the heat transfer between nano particles. The curved microchannel friction factor in compare with the straight microchannel increases up to 38%, 32%, and up to 27% of the bend radius of 10, 5, and 2.5 cm, respectively. As a matter of fact, increasing the bend radius increments the friction factor of the fluid which can be neglected according to the high growth of heat transfer coefficient. Keywords: heat transfer- dean vortexes- secondary flow- bend radius- microchannel- friction factor- nano fluid
هدف از این پژوهش، بررسی آزمایشگاهی هیدرودینامیک و انتقال حرارت جابه جایی آب دی یونیزه و نانوسیال 1/0 درصد حجمی نانوسیلیکا بر پایه آب درون میکروکانال های خمیده و مقایسه آن با میکروکانال های مستقیم است. بدین منظور از میکروکانالی مدور از جنس مس با قطر داخلی 79/0 میلی متر و شعاع های خم به ترتیب 5/2 و 5 و 10 سانتی متر که هر یک به ترتیب دارای طول های 8 و 16 و 32 سانتی متر بودند استفاده شده است. شار حرارتی روی سطح بیرونی میکروکانال توسط المنت های الکتریکی در محدوده kW/m 2 9/4 تا 30 . اعمال شده است. آزمایش ها در محدوده عدد رینولدز بین 184 تا 540 انجام شده اند. نتایج نشان دادند که به دلیل ایجاد ورتکس های دین و جریان های ثانویه، ضریب انتقال حرارت میکروکانال با شعاع خم 10 سانتی متر تا 45 درصد و برای میکروکانال با شعاع خم 5 سانتی متر تا 63 درصد نسبت به کانال مستقیم افزایش می یابد. نتایج همچنین نشان دادند که استفاده از نانوسیال ضریب انتقال حرارت جابه جایی را تا 7 درصد برای میکروکانال باشعاع خم 5/2 سانتی متر و تا 17 در صد برای میکروکانال با شعاع خم 5 سانتی متر و تا 15 درصد برای میکروکانال باشعاع خم 10 سانتی متر افزایش می دهد، که می تواند ناشی از عواملی همچون حرکت براونی ذرات نانو سطح مولکولی لایه ای مایع در سطح مشترک نانوذرات با مایع، خوشه ای شدن ذرات نانو، و همچنین انتقال حرارت بین ذرات نانو باشد. ضریب اصطکاک میکروکانال خمیده نسبت به میکروکانال مستقیم برای میکروکانال با شعاع خم 10 سانتی متر تا 38 درصد و برای میکروکانال با شعاع خم 5 سانتی متر تا 32 در صد و برای میکروکانال با شعاع خم 5/2 سانتی متر تا 27درصد افزایش یافته است. همانگونه که مشاهده می شود کانال های خم ضریب اصطکاک سیال را بالا برده اما این افزایش کمتر ازدرصد افزایش ضریب انتقال حرارت می باشد. کلمات کلیدی: 1- انتقال حرارت 2-ورتکس های دین 3-جریان های ثانویه 4-میکروکانال 5-ضریب اصطکاک 6-شعاع خم 7- نانو سیال

ارتقاء امنیت وب با وف بومی