Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed.Gholamreza Etemad,Ahmad Moheb
سیدغلامرضا اعتماد (استاد راهنما) احمد محب (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hamid Moradi
حمید مرادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Investigation on the Effect of Slop Angle and Aspect Ratio of Closed Cylindrical Enclosure on the Natural Convection Heat Transfer Coefficient of Newtonian Nanofluid
: f recent decades, the technology provides a way of making nanoparticles, Nano fluid is considered as a new option for heat transfer. Discussion on free convection heat transfer of Nano fluids, studied by researchers and results in different publications have evaluated. The published comparison results in the journals are not consistent with each other much, so that the results prognosticate in some cases an increase in heat transfer and in some a decrease for the Nano fluids relative to the base fluid. Thus, it seems that more researches and investigation in these criteria are important. In this study, the effect of slope angle and the aspect ratio on free convection heat transfer characteristics of Nano-fluids of water and aluminum oxide - titanium oxide was investigated. Used concentration of Nano-fluids in experiments are 0.1, 0.2. 0.5 and 1.5 of volume percent. These Nano-fluids were prepared in two stages. In this study, the cylindrical diameter of 8 cm with variable height to evaluate the aspect ratio (height to diameter) was used. The spec ratios of 0.5, 1 and 1.5 for 0.2 concentrated aluminum oxide in water and 0.1concentrated titanium oxide in water were examined. Low level of cylindrical test chamber placed under constant heat Flux and high level was kept at constant temperature by the cold water bath. Meanwhile, to prevent heat transfer through the walls of the cylinder with environment, the chamber side walls were insulated. For all tested concentrations, the slope angle on free convection heat transfer coefficient was more effective in high concentrations. Changing the slope angle of 0 degrees to 90 degrees, Nusselt number increased after reaching a maximum value will decrease. For all the tested concentrations, free convection heat transfer coefficient was maximum in slope angle of 30 degrees. This trend has been observed in all the Nano-Fluid concentrations and intensified in higher concentrations. Use higher concentrations of 1.0 volume percent aluminum oxide nanoparticles decreases free convection heat transfer coefficient. In all investigated Rayleigh’s number, this decreasing trend was observed. Results show that the inclination angle has effect upon free convection heat transfer for Nano fluid of water-titanium oxide. Trend of heat transfer depends on the concentration of nanoparticle of aluminum oxide, So that for concentrations less than 0.1 volume percent of titanium oxide nanoparticles, heat transfer increased with increasing slope angle from 0 to 90 degree after reaching a maximum value, heat transfer decreased. For Nano-fluids of water-aluminum oxide in slope angle of 30 degrees, free convection heat was maximum.But in higher concentration of 0.5 volume percent slope angle effect on heat transfer was less. This behavior was observed in all investigated Rayleigh’s number.
: اهمیت انتقال حرارت در صنایع، همواره نیروی محرکی برای بهبود روش های انتقال حرارت و استفاده بهینه از آن بوده است. در دهه اخیر که تکنولوژی، راه ساخت نانوذرات را فراهم کرده، نانوسیالات به عنوان گزینه جدید برای انتقال حرارت مطرح هستند. بحث انتقال حرارت جابجائی آزاد در نانوسیال، توسط محققان مورد بررسی قرار گرفته و نتایج مختلفی در نشریات ارزیابی شده اند. حرارت جابجایی آزاد نانو سیالات آب - اکسید آلومینیم و آب-اکسید تیتانیم بررسی شد. غلظت نانو سیالات به کار رفته در آزمایشات 1/0، 2/0، 5/0، 1 و 5/1 درصد حجمی می باشد که این نانو سیالات به روش دو مرحله ای تهیه شدند. در این تحقیق از استوانه ای به قطر 8 سانتی متر با ارتفاع متغیر برای بررسی نسبت مشخصه (نسبت ارتفاع به قطر) استفاده شد. در آزمایشات انجام شده نسبت مشخصه های 5/0، 1 و 5/1 برای غلظت 2/0 نانوسیال آب -اکسید آلومینیم و غلظت 1/0 نانوسیال آب - اکسید تیتانیم بررسی شد. سطح پایینی محفظه استوانه ای مورد آزمایش تحت فلاکس حرارتی ثابت قرار گرفته و سطح بالایی آن توسط حمام آب سرد در دمای ثابت نگه داشته می شد. ضمناٌ به منظور جلوگیری از انتقال حرارت از طریق دیواره های استوانه با محیط پیرامون، جداره جانبی محفظه عایق بود. برای تمام غلظت های آزمایش شده، زاویه شیب بر روی ضریب انتقال حرارت جابجایی آزاد در غلظت های بالا بیشتر تأثیرگذار بود. با تغییر زاویه شیب از 0 درجه تا 90 درجه، عدد ناسلت افزایش یافته و پس از رسیدن به یک مقدار بیشینه کاهش می یابد. برای همه غلظت های آزمایش شده، ضریب انتقال حرارت جابجایی آزاد در زاویه شیب 30 درجه بیشینه شد. این روند در تمام غلظت های نانوسیال مشاهده شد ولی در غلظت های بالاتر تشدید شده است. استفاده از غلظت های بالاتر از 0/1 درصد حجمی نانو ذرات اکسید آلومینیم باعث کاهش ضریب انتقال حرارت جابجایی آزاد شد. در تمام محدوده اعداد ریلی بررسی شده، این روند کاهش ضریب انتقال حرارت مشاهده شد. نتایج آزمایشات برای نانوسیال آب اکسید تیتانیم نیز نشان داد که زاویه شیب بر روی انتقال حرارت جابجایی طبیعی تأثیر گذار است. روند تغییرات انتقال حرارت به غلظت نانو ذرات اکسید تیتانیم بستگی دارد. به طوری که برای غلظت های کمتر از 5/0 درصد حجمی از نانوذرات اکسید تیتانیم، با افزایش زاویه شیب از 0 تا 90 درجه انتقال حرارت افزایش یافت و پس از رسیدن به یک مقدار بیشینه انتقال حرارت کاهش یافت. برای نانوسیال آب-اکسیدتیتانیم در زاویه شیب 30 درجه انتقال حرارت جابجایی آزاد بیشینه شد. ولی در غلظت های بالاتر از 5/0 درصد حجمی، زاویه شیب بر روی انتقال حرارت تأثیر کمتری داشت. این روند در تمام اعداد ریلی بررسی شده مشاهده شد. کلمات کلیدی: نانوسیال، انتقال حرارت جابجایی آزاد، زاویه شیب، نسبت مشخصه، محفظه بسته. [1] - Aspect ratio

ارتقاء امنیت وب با وف بومی