پایان نامه ارشد بررسی انتقال جرم و حرارت در جریان جابه‌جائی طبیعی نانوسیال آب- اکسید آلومنیوم، تحت یک میدان مغناطیسی ثابت در محیطی متخلخل در مجاورت دیوار عمودی

پایان نامه ارشد بررسی انتقال جرم و حرارت در جریان جابه‌جائی طبیعی نانوسیال آب- اکسید آلومنیوم، تحت یک میدان مغناطیسی ثابت در محیطی متخلخل در مجاورت دیوار عمودی
مقطع : کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک – تبدیل انرژی
چکیده
در پایان‌نامه حاضر به بررسی انتقال جرم و حرارت نانوسیال آب-اکسید آلومنیوم در محیطی متخلخل دو بعدی و تحت میدان مغناطیسی و در مجاورت دیوار عمودی پرداخته شده است. دیوار مرزی می‌تواند نفوذپذیر و یا نفوذناپذیر باشد. غلظت و دمای سطح دیوار ثابت است و در مجاورت محیطی با دما و غلظت C_∞ و T_∞ قرار دارد. میدان مغناطیسی مفروض ثابت و در جهت عمود بر دیواره و به سمت داخل می‌باشد. به منظور تاثیر حضور نانوذرات در هدایت گرمایی سیال پایه از الگوی کوو و کلینستروئر استفاده شده است که در آن ضریب هدایت گرمایی نانوسیال به صورت تابعی از دمای نانوسیال، قطر نانوذرات و سیال‌پایه،کسر حجمی و اثرات حرکت براونی نانوذرات می‌باشد. با حضور نانوذرات، لزجت دینامیکی نانوسیال نیز طبق رابطه‌ی برینکمن با کسر حجمی متغیر است. انتخاب کسر حجمی نانوذرات در محدوده‌ی φ=0.0 تا φ=0.06 سبب غلظت پایین نانوسیال و حفظ رفتار نیوتنی آن شده است. جریان آرام، تراکم ناپذیر، غیردارسی و آب و نانوذرات در تعادل گرمایی و غلظتی فرض شده‌اند و شرط عدم لغزش بین آن‌ها حاکم است. هنگام اعمال معادلات حاکم بر مسئله از انواع اتلافات حرارتی نظیر اتلافات ویسکوزیته و. . . صرفنظر شده است. پس از تبدیل معادلات PDE منتج از اعمال بقای مومنتوم، انرژی و جرم به کمک حل‌های تشابهی به دستگاه معادلات ODE، به حل دستگاه حاصل به روش رانگ‌گوتای مرتبه چهارم با استفاده از نرم افزار مناسب پرداخته شده است. نتایج نشان می‌دهند ضریب انتقال حرارت با افزایش کسر حجمی نانوذرات اکسیدآلومنیوم، افزایش عدد بویانسی و عدد سورت افزایش می‌یابد و با افزایش عدد گراشف، عدد هارتمن، عدد لوئیس و دوفورکاهش می‌یابد. از طرفی با افزایش کسر حجمی، عدد هارتمن و عدد سورت ضریب انتقال جرم کاهش و با افزایش عدد بویانسی، عدد لوئیس و عدد دوفور ضریب انتقال جرم افزایش می‌‌یابد. همچنین نتایج نشان می‌دهند انتقال جرم و حرارت در محیط متخلخل، در حالت مکشf_w>0، بیشتر از حالت دمش f_w<0یا حالت غیر‌قابل نفوذ f_w=0 است. کلمات کلیدی: نانوسیال، انتقال حرارت، جابجایی آزاد، انتقال جرم، مگنتوهیدرودینامیک، محیط متخلخل فهرست
1عنوان صفحه
فصل اول: کلیات تحقیق
1-1 مقدمه 2
1-2 مروری بر کارهای گذشته 3
1-3 هدف و موضوع تحقیق 9
1-4 روش تحقیق 10
1-5 مروری بر فصل‌ها 11

فصل دوم: نانوسیالات
2-1 مقدمه 13
2-2 مواد مورد استفاده در نانوسیالات 14
2-3 ویژگی¬های نانوسیالات 15
2-4 روابط حاکم بر خواص نانوسیال 17
2-4-1 ضریب هدایت حرارتی 17
2-4-2 ویسکوزیته نانوسیالات 22
2-4-3 سایر خواص نانوسیالات 23

فصل سوم: محیط متخلخل
3-1 مقدمه 25
3-2 توصیف محیط‌های متخلخل 26
3-3 روش‌های میکروسکوپی و ماکروسکوپی 28
3-4 معادلات حاکم در محیط متخلخل 33
3-5 جمع‌بندی 38

فصل چهارم: هیدرو دینامیک مغناطیسی
4-1 مقدمه 40
4-2 هیدرودینامیک مغناطیسی چیست؟ 40
4-3 تاریخچهای از هیدرودینامیک مغناطیسی 43
4-4 معادلات حاکم بر الکترودینامیک 46
4-4-1 میدان الکتریکی و نیروی لورنتز 46
4-4-2 قانون اهم و نیروی لورنتز حجمی 48
4-4-3 قانون آمپر 50
4-4-4 قانون فارادی 51
4-4-5 شکل کاهش یافته‌ی معادله‌ی ماکسول در هیدرودینامیک مغناطیسی 52

فصل پنجم: معادلات حاکم و شرایط مرزی
5-1 مقدمه 55
5-2 معادلات حاکم و شرایط مرزی 55

فصل ششم: حل معادلات حاکم
6-1 روش حل تشابهی 59
6-2 بی‌بعدسازی معادلات 61
6-3 حل معادلات 63

فصل هفتم: ارائه نتایج
7-1 مقدمه 67
7-2 صحتسنجی برنامهی کامپیوتری 67
7-3 بررسی میدان سرعت، دما و غلظت 70
7-4 بررسی انتقال حرارت 83
7-5 بررسی انتقال جرم 88

فصل هشتم: نتیجه‌گیری و ارائه پیشنهادات
8-1 نتیجهگیری 93
8-2 پیشنهادات برای پژوهش‌های آینده 95

فهرست منابع 96
پیوستها 100

–
تعداد صفحه :121

توجه :

عناوین پروژه های موجود در سایت فقط به عنوان معرفی در سایت قرار گرفته اند و هیچ گونه فروش و یا لینک دانلودی ندارند