دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Experimental investigation and fuzzy logic modelling of nanofluid solidification behavior بررسی آزمایشگاهی مشخصه های انجماد نانوسیال و مدل سازی به روش منطق فازی 284 292 8866 FA هدی اصلانی دانشجوی دانشگاه فردوسی مشهد محمد مقیمان استاد عضو هیئت علمی دانشگاه فردوسی مشهد Journal Article In this paper, the important characteristics of solidification including supercooling degree, solidification time, nucleation temperature, phase change temperature which affecting on efficiency are experimentally studied. A purposely designed experimental device was used to investigate the solidification characteristics of titania nanofluid (0.01%wt. 0.02% wt. and 0.04%wt.). The results evidently reveal that adding titania nanoparticles to Deionized water as a base fluid can reduce the time of solidification, phase change temperature and supercooling degree. By adding 0.04% wt. titania nanoparticles, the solidification time, phase change temperature and supercooling degree are reduced by 70%, 18%, 69% while nucleation temperature is enhanced by 29%. Thus, the time of solidification is more affected by adding nanoparticles than other solidification characteristics. Further, the experimental results show that nanofluid heat flux is higher than that of base fluid. Also a comparison of Fuzzy logic modelling and experimental results for liquid fraction is studied. The results reveal that the fuzzy logic modelling is a reliable and powerful technique for predicting the liquid transient fraction. From the results it is also concluded that extremely low concentration of titania have low average error. در این مقاله اثر افزودن نانوذره‌ی تیتانیا بر رفتار انجمادی نانوسیال در غلظت‌های جرمی 0.01%، 0.02% و 0.04% مورد مطالعه قرار می‌گیرد. در این ارتباط، شاخصه‌های مهم در انجماد شامل درجه‌ فراسرمایش، زمان انجماد، دمای تشکیل هسته و دمای تغییر فاز به روش آزمایشگاهی اندازه‌گیری شده‌است. برای انجام آزمایشات از دستگاه مولد سرما برپایه‌ی سیکل تبرید تراکمی استفاده شده‌است. نتایج آزمایش نشان می‌دهد افزودن نانوذرات اثر قابل توجهی بر بهبود رفتار انجمادی سیال پایه دارد؛ به‌طور‌ی‌که مقایسه نتایج فرایند انجماد سیال پایه و نانوسیال نشان می‌دهد که حضور نانوذرات در سیال موجب کاهش قابل توجه زمان انجماد و درجه فراسرمایش و افزایش دمای تشکیل هسته‌ی سیال پایه می‌گردد. در مقایسه با آب دیونیزه، غلظت 0.04% جرمی نانوذره سبب کاهش 70% زمان انجماد، کاهش 69% در درجه‌ فراسرمایش و افزایش 29 درصدی در دمای تشکیل هسته شده است. نتایج همچنین نشان می‌دهد که شار حرارتی برداشت‌شده در فرایند انجماد نانوسیال تیتانیا بیش از شار حرارتی سیال پایه‌ می‌باشد. همچنین در این تحقیق، نتایج آزمایشگاهی میزان کسر جرمی گذرای مایع در زمان انجماد در‌مقایسه‌ با نتایج بدست آمده از منطق فازی مورد بررسی قرارمی‌گیرد. براساس نتایج حاصل از مدل‌سازی، منطق فازی روش قابل اطمینان در ارائه‌ی نتایج کسر جرمی گذرای مایع در زمان‌های مختلف می‌باشد. ارزیابی دقت مدل ارائه شده در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهد میانگین خطای نسبی منطق فازی در غلظت‌های ناچیز، کمتر است. https://mme.modares.ac.ir/article_8866_483101a6bc4e6c46a86222eb65fbcb6a.pdf