بكارگيري نانوسيال و فوم‌هاي فلزي متخلخل چند لايه به منظور بهبود انتقال حرارت در مبدلهاي حرارتي به كار رفته در صنايع نفت و گاز

كارشناسي ارشد

تبادل گرهاي حرارتي كاربرد وسيعي در صنايع مختلف از جمله صنعت نفت و گاز دارند. بهبود انتقال حرارت در حجم كمتر از جمله اهداف طراحي بسياري از تبادل گرهاي حرارتي است. به كارگيري همزمان نانوسيال و فوم‌هاي فلزي به منظور بهبود انتقال حرارت به عنوان موضوع تحقيق مد نظر قرار گرفته است. مطالعات گذشته نشان داده‌اند كه با تغيير خواص فوم‌هاي فلزي در لايه‌هاي مختلف مي‌توان موجبات بهبود هر چه بيشتر انتقال حرارت را فراهم نمود. مدل دوفازي مخلوط به همراه رابطه دارسي-برينكمن- فرچهايمر براي شبيه سازي نانو سيال در محيط متخلخل به كار گرفته شده است. ضمن مطالعه عددي جريان نانوسيال در فوم فلزي متخلخل، اقدام به يافتن آرايش لايه بندي مناسب با استفاده از الگوريتم فرا ابتكاري ازدحام ذرات به منظور بهبود انتقال حرارت تبادل گر حرارتي و همچين افت فشار مناسب شده است. بدين منظور پارامتري تحت عنوان ضريب عملكرد كه نسبت افزايش انتقال حرارت به توان مصرفي در دو حالت پايه(سيال خالص) و حالت بهينه(فقط داراي محيط متخلخل) تعريف شده است افزايش سرعت و ضريب هدايت حرارتي نزديك ديواره دو عامل مؤثر در افزايش انتقال حرارت مي‌باشد. همچنين با افزايش نفوذپذيري، افت فشار كمتري وجود دارد. تأثير افزودن ذرات نانو و عدد رينولدز بر سه متغير عدد ناسلت، افت فشار و ضريب عملكرد به صورت جداگانه براي حالت بهينه قطر دانه بندي متغير-ضريب تخلخل متغير بررسي شده است. واژه‌هاي كليدي: مدل دو فازي مخلوط، محيط متخلخل، بهينه سازي،فوم فلزي گرادياني، ديناميك سيالات محاسباتي.

191356

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي

دكتر مجيد سياوشي