Skip to main content
SUPERVISOR
Masoud Haghshenas fard,Seyed.Gholamreza Etemad
مسعود حق شناس فرد (استاد راهنما) سیدغلامرضا اعتماد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hosein Sadegharani
حسین صادق آرانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Numerical Analysis ofPool Boiling Heat Transfer of Nanofluids
Pool boiling is one of the most common methods used in industries due to its high extent rate ofheat transfer. Therefore, it is necessary to predict the pool boiling heat transfer rate. In recent years, most efforts have focused on measuring and simulatingthe boiling process. In this study, pool boiling of nanofluids is investigated numerically. Important parameters such as heat transferrate, critical heat flux, heat transfer coefficient,boiling curves of nanofluids,and operating pressure on pool boiling are determined.Simulations performed using Fluent 14 and the desired geometry was gained through Ansys Design Modeler.Initially, simulations carried out with water and nanofluid of aluminum oxide with of 2 and 0.8 wt.%concentrations and the simulation results compared with the experimental data.Then simulations repeated with the previous geometry of titanium oxide nanofluids with concentrations of 2 and 0.8 wt.%to investigate the effect of nanoparticles on the boiling curve and boiling heat transfer coefficient.The simulation results showed that the addition of aluminum oxide nanoparticles increasesthe heat flux and heat transfer coefficient.Furthermore, enhancement of thealuminum oxide nanofluid concentration from0.8wt.% to 2 wt.%, increases the rate of transfer coefficient with average of 10%.The simulation carried out at pressures of 84.55, 101.3and 120.8KPa for nanofluids of aluminum oxide 2 wt.%and the results showed that the pressure increase decreases in excess temperature at a constant heat flux and also more heat transfers when the rate of heat at the surface is lower.In order to evaluate the critical heat flux, simulations performed with aluminum oxide nanofluids and it was observed that enhancement of the concentration of nanoparticles increases the critical heat flux.In case of using alumina nanofluids with concentration of 2 wt.%, the critical heat flux increase up to11.3%in camparisonwith the pure water. Keywords:Pool Boiling, Nanofluid , Boiling Curve, Computational Fluid Dynamics
جوشش استخرییکی از رایج ترین روش هایی است که با توجه به نرخ بالای انتقال حرارت در اکثر صنایع کاربرد دارد. از این رو پیش بینی نرخ انتقال حرارت جوشش استخری ضروری است. در سال های اخیر پژوهش های زیادی در زمینه شبیه سازی و بررسی پدیده جوشش در حال انجام می باشد.در این پروژه جوشش استخری نانوسیال به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته و متغییرهای مهمی چون نرخ انتقال حرارت، شار حرارتی بحرانی، ضریب انتقال حرارت جوشش، منحنی جوشش نانوسیال وفشار عملیاتیبر رو ی جوشش استخریبررسیشده است.شبیه سازی با نرم افزار فلوئنت (Fluent)14 صورت گرفته و هندسه مورد نظر با نرم افزار انسیس دیزاین مدلر (Ansys Design Modeler) ترسیم شد. در ابتدا شبیه سازی با آب و نانوسیال آلومینیوم اکسید در غلظت های 2 و8/0 درصد وزنی انجام شده و نتایج شبیه سازی با داده های آزمایشگاهی موجود، مقایسه شده است. سپس برای نانوسیال تیتانیوم اکسید در غلظت های 2 و 8/0 درصد وزنی شبیه سازی با هندسه قبلی تکرار شد تا اثر نوع نانوذرات بر منحنی جوشش و ضریب انتقال حرارت جوشش بررسی شود. نتایج این شبیه سازی نشان داد که افزودن نانوذرات آلومینیوم اکسید سبب افزایش شار حرارتی و ضریب انتقال حرارت می گردد. با افزایش غلظت نانو سیال آلومینیوم اکسید از 8/0 درصد وزنی به 2 درصد وزنی، میزان ضریب جابجایی انتقال حرارت به طور متوسط 10 درصد افزایش می یابد. شبیه سازی در فشار های 55/84 ،3/101 و 8/120کیلو پاسکالبرای نانوسیال آلومینیوم اکسید 2 درصد وزنی انجام شد ونتایج شبیه سازی نشان داد که افزایش فشار باعث کاهش دمای مازاد در یک شار حرارتی ثابت می شود و به ازای دمای سطح پایین تر مقدار گرمای بیشتری منتقل می شود. به منظور بررسی شار حرارتی بحرانی، شبیه سازی با نانوسیال آلومینیوم اکسید انجام شد و مشاهده گردید که با افزایش غلظت نانو ذرات مقدار شار حرارت بحرانی افزایش می یابد. در صورتی که از نانوسیال آلومینا با غظت 2 درصد وزنی استفاده شود، شار حرارت بحرانی 3/11 درصدنسبت به آب خالص افزایش می یابد. کلمات کلیدی :جوشش، نانوسیال، منحنی جوشش، دینامیک سیالات محاسباتی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی