دانلود مقاله انتقال حرارت همرفت مخلوط با نانوسیالات، نانوسیالات یونی و نانوسیالات هیبریدی
چکیده
کلید واژه ها
اختصارات
1. مقدمه
2. محدوده تحقیق حاضر
3. مدل ریاضی
3.1. شکل ابعادی معادلات حاکم
3.2. شکل بی بعد معادلات حاکم
3.3. خواص نانوسیال
3.4. عدد ناسلت، ضریب اصطکاک و معیار ارزیابی عملکرد
3.5. روشهای حل
3.6. اعتبار سنجی کد عددی
4. نتایج و بحث
4.1. نانوسیالات
4.2. نانوسیالات هیبریدی
4.3. نانوسیالات یونی
4.4. مقایسه بین سه نوع نانوسیال
5. نتیجه گیری
منابع
Abstract
Keywords
Nomenclature
1. Introduction
2. Scope of the present study
3. Mathematical model
3.1. Dimensional form of governing equations
3.2. Dimensionless form of governing equations
3.3. Nanofluids properties
3.4. Nusselt number, friction coefficient, and performance evaluation criteria
3.5. Solution procedures
3.6. Numerical code Validation
4. Results and discussion
4.1. Nanofluids
4.2. Hybrid nanofluids
4.3. Ionic Nanofluids
4.4. Comparison between the three types of nanofluids
5. Conclusion
Declaration of Competing Interest
References
چکیده
انتقال حرارت همرفتی مخلوط و جریمه افت فشار جریان نانوسیال در یک لوله افقی همدما به صورت عددی در منطقه جریان توسعه‌یافته بررسی می‌شود. این مطالعه سه نوع نانوسیال، نانوسیالات ساده ([آب]/Al2O3، TiO2، و Cu)، نانوسیالات هیبریدی ([آب]/Al2O3 + Cu)، و نانوسیالات یونی ([C4mim] [NTf2]/Al2O3) را بررسی می‌کند. عدد ریچاردسون از 016/0 تا 2 و عدد رینولدز از 500 تا 2000 متغیر است. کد رایانه با مقایسه میانگین عدد ناسلت با داده های آزمایشی منتشر شده تأیید می شود، توافق خوبی مشاهده شد. معیار ارزیابی عملکرد (λ) برای ارزیابی افزایش انتقال حرارت استفاده از نانوسیال به جریمه افت فشار در غلظت‌های مختلف نانوذرات معرفی شده است. نتایج برای نانوسیالات نشان می دهد که حداکثر افزایش میانگین عدد ناسلت 15.5 درصد برای Al2O3 با غلظت 2 درصد در عدد ریچاردسون 0.016 است. با این حال، برای نانوسیالات هیبریدی، هیچ افزایشی مشاهده نشده است. نتایج نانوسیال یونی امیدوارکننده است، زیرا عدد ناسلت به طور قابل توجهی (37٪) با غلظت 2.5٪ افزایش می یابد. در نهایت، یافته‌های انواع مختلف نانوسیالات بررسی شده در شرایط عددی یکسان گزارش و مقایسه می‌شوند.
توجه! این متن ترجمه ماشینی بوده و توسط مترجمین ای ترجمه، ترجمه نشده است.
Abstract
Mixed convective heat transfer and pressure drop penalty of nanofluids flow in an isothermal horizontal tube are numerically examined in developed flow region. The study examines three types of nanofluids, simple nanofluids ([Water]/ Al2O3, TiO2, and Cu), Hybrid nanofluids ([Water]/ Al2O3 + Cu), and Ionic nanofluids ([C4mim] [NTf2]/ Al2O3). Richardson number is varied from 0.016 to 2, and Reynolds number is varied from 500 to 2000. The governing equations are solved numerically via the finite volume method by using the SIMPLER algorithm computer code. The computer code is validated by comparing the average Nusselt number with the experimental published data, a good agreement was observed. Performance evaluation criterion (k) is introduced to evaluate the heat transfer enhancement gain of nanofluid usage to pressure drop penalty at different concentrations of nanoparticles. Results for nanofluids show that the maximum enhancement of the average Nusselt number is 15.5 % for Al2O3 with a concentration of 2% at Richardson number of 0.016. However, for hybrid nanofluids, no enhancement is noticed. Ionic nanofluid results are promising, as the Nusselt number increases significantly (by 37%) with a concentration of 2.5%. Finally, findings of various types of nanofluids investigated in the same numerical conditions are reported and compared.
Introduction
Nanofluids are two-phase fluids of liquid–solid mixtures that can be considered as new-generation heat-transfer fluids. Nanofluids have shown a promising future as thermal fluids for various heat transfer applications. Since solid nanoparticles with typical length scales of 1–100 nm with high thermal conductivity are suspended in the base fluid, they have been showing enhancement of effective thermal conductivity and the convective heat transfer for the base fluid, Das [1]. There are advanced concepts and practical applications of nanofluids offer fascinating heat transfer characteristics compared to conventional heat transfer fluids such as solar collectors [2], application of electrical transformers [3], and cooling of electronics [4]. Particle materials thermal conductivity, which can be metallic or nonmetallic such as Al2O3, TiO2, Cu, SiO, CuO are typically order-of-magnitude higher than the base fluids. Even at low concentrations, nanoparticles can enhance the overall heat transfer significantly Bashirnezhad et al. [5]. Moreover, hybrid nanofluid is a composition of two or more nanoparticles or nano-composites synthesized and dispersed in a base fluid Babar and Ali.
Conclusion
A comparative numerical study on three types of nanofluids; simple, hybrid, and ionic was performed by changing their volumetric concentration (/) with the variation of Richardson number and Reynolds number to determine their effect of mixed convection mechanism on heat transfer enhancement and hydrodynamics of nanofluids. The effect of particle Brownian motion and fluid thermal diffusion on heat transfer behaviour is considered. The following findings were reviled from the detailed comparison that is implemented between different types of nanofluids.