Skip to main content
SUPERVISOR
Nasrin Etesami,Mohsen Nasresfahany
نسرین اعتصامی (استاد راهنما) محسن نصراصفهانی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Payman Naseri
پیمان ناصری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Numerical Investigation of Natural Convective Heat Transfer of Fe3O4/Ethylene Glycol Nanofluid in Electric Field
In the present study, natural convective heat transfer of Fe 3 O 4 /Ethylene glycol nanofluid around horizontal platinum wire in electric field was investigated through the computational fluid dynamics method (CFD) using COMSOL 4.3 a. The free convection heat transfer coefficient changes with volume concentration and various electric field intensities were studied. The effect of the number and shape of electrodes on heat transfer was studied as well. Then the results were compared with the experimental data. Numerical results Show that in absence of electric field, free convection heat transfer coefficient increases with volume concentration of nanoparticle and enhancement of natural convection heat transfer coefficient in low Rayleigh numbers is greater than high Rayleigh numbers. Moreover, electrohydrodynamic with low energy consumption Increases free convection heat transfer coefficient. In presence of electric field, enhancement of natural convection heat transfer coefficient in low Rayleigh numbers is greater than high Rayleigh numbers, because in high Rayleigh numbers the effect of the secondary flow is reduced against flow caused by buoyancy force. Free convection heat transfer coefficient of ethylene glycol in the presence of electric field in V=12.5 kV and low Rayleigh numbers, increases 40%. Free convection heat transfer coefficient of nanofluid in the presence of electric field is greater than heat transfer coefficient also. Results show that with replacing the plate electrode instead of needle electrodes, free convection heat transfer coefficient increases more. Furthermore, free convection heat transfer coefficient with three needle electrodes is greater than one needle electrode. Keywords : free convective heat transfer, nanofluid, electrohydrodynamic, modeling, computational fluid dynamics
در تحقیق حاضر انتقال گرمای جابجایی آزاد نانوسیال اتیلن گلیکول/ حول سیم نازک پلاتینی افقی در حضور میدان الکتریکی به روش دینامیک سیالات محاسباتی و با نرم افزار کامسول 4.3a مورد بررسی قرار گرفته است. تغییرات ضریب انتقال گرمای جابجایی آزاد در غلظت های مختلف حجمی و در شدت های مختلف میدان الکتریکی و همچنین اثر تعداد و تغییر شکل الکترود بر انتقال گرما مورد مطالعه قرار گرفت و با نتایج تجربی مقایسه شد. نتایج بررسی عددی نشان می دهد که با افزایش جزء حجمی نانو ذرات ضریب انتقال گرمای جابجایی آزاد نانوسیال بدون میدان الکتریکی افزایش می یابد و میزان وابستگی ضریب انتقال گرما به جزء حجمی نانوذرات در اعداد ریلی پایین بیشتر از اعداد ریلی بالاست. همچنین الکتروهیدرودینامیک با مصرف کم انرژی ضریب انتقال گرمای جابجایی آزاد را افزایش می دهد. میزان افزایش ضریب انتقال گرما در حضور میدان الکتریکی در اعداد ریلی پایین بیشتر از اعداد ریلی بالاست زیرا در اعداد ریلی بالا، اثر جریان ثانویه در مقابل جریان ایجاد شده از نیروی بویانسی کاهش می یابد. ضریب انتقال گرمای جابجایی آزاد اتیلن گلیکول در حضور میدان الکتریکی با ولتاژ kV 5/12 در اعداد ریلی پایین حدود 40% و در اعداد ریلی بالا بیش از 5% افزایش می یابد. همچنین ضریب انتقال گرمای جابجایی آزاد نانوسیال در حضور میدان، از ضریب انتقال گرما بدون حضور میدان بیشتر است. نتایج نشان داد که با جایگزینی الکترود سوزنی با الکترود صفحه ای، ضریب انتقال گرمای جابجایی آزاد، افزایش بیشتری می یابد. همچنین میزان افزایش ضریب انتقال گرمای جابجایی آزاد، در صورت استفاده از سه الکترود سوزنی، بیشتر از یک الکترود سوزنی است. کلمات کلیدی : انتقال گرمای جابجایی آزاد، نانوسیال، الکتروهیدرودینامیک، مدل سازی، دینامیک سیالات محاسباتی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی