مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل عددی چگالش قطره‌ای نانوسیال روی یک صفحه شیب‌دار

نویسندگان
1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران
2 دانشیار، مدیر گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک/ دانشگاه علم و صنعت ایران
چکیده
در این مقاله چگالش قطره ای نانوسیال روی یک صفحه مسطح شیب‌دار بررسی شده است. برای این کار مقاومت حرارتی تک‌تک قطرات محاسبه شده و سپس انتقال حرارت کل با استفاده از روش توازن تعداد استخراج گردید. نانوسیال‌های مورد بررسی در این مطالعه آلومینا ، اکسید تیتانیوم و نقره با سیال پایه آب می‌باشد. اثر تغییرات نوع نانوسیال، کسر حجمی نانوذره و شیب صفحه بر روی انتقال حرارت در این تحقیق بررسی شده است. خواص نانوسیال اعم از چگالی، قابلیت هدایت حرارتی، ویسکوزیته و گرمای نهان تبخیر از منابع و مقالات در دسترس استخراج و در معادلات وارد شدند. نتایج حاصل در شرایط مشابه، با برخی از داده های تجربی موجود اعتبار سنجی شده است. از تئوری ناسلت برای محاسبه مقدار انتقال حرارت در چگالش لایه ای استفاده شده و برای مقایسه با انتقال حرارت چگالش قطره ای بکار رفته است. با بررسی نتایج می‌توان به این نتیجه رسید که ضریب انتقال حرارت در حالت صفحه عمودی بیشترین مقدار و با کاهش شیب صفحه از حالت قائم – به دلیل کاهش سرعت زدوده شدن قطره‌ها کاهش می‌یابد. همچنین حضور ذرات نانو باعث افزایش انتقال حرارت در پدیده انتقال حرارت قطره ای می شود. ضریب انتقال حرارت در نانوسیالات مختلف، متفاوت و درعین‌حال در طول صفحه ثابت است. نتایج نشان می‌دهد برای سه نانوسیال ذکرشده، نانوسیال آب/ نقره دارای بیشترین انتقال حرارت نسبت به دو نانوسیال دیگر در شرایط یکسان می‌باشد و برای یک نانوسیال مشخص با افزایش کسر حجمی، ضریب انتقال حرارت افزایش می‌یابد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

A numerical analysis of dropwise condensation of nanofluid on an inclined plate

نویسندگان English

Hamid Reza Talesh Bahrami 1
Saeed Zareie 1
Hamid Saffari 2
2 Associate Prof., Head of Department, School of Mechanical Engineering/ Iran University of Science and Technology
چکیده English

In In this paper nanofluids condensation heat transfer on an inclined flat plate is investigated. To do this, thermal resistances of single droplets are calculated and the total heat flux is evaluated using population balanced theory. The nanofluids include alumina, titanium dioxide and silver as nanoparticles and water as a base fluid. Effects of different surface inclinations, nanofluids types, and nanoparticles concentrations are investigated on the heat transfer. Nanofluids properties consisting of thermal conductivity, density, dynamic viscosity, and latent heat are extracted from literature and introduced into the equations. The results are compared with some experimental data in the same conditions. The Nusselt theory is used to compare the heat transfer rate of filmwise condensation with dropwise condensation. Inspecting the results shows that the heat transfer coefficient of a vertical plate is maximum, and decreases with decreasing in inclination due to lower washing rate of small droplets by sliding droplets. The results also show that the heat transfer coefficients of various nanofluids are different but they are constant all over the surface. As well as, addition of nanoparticles to the base fluid increases heat transfer rate. It can be seen that water-silver nanofluid has the maximum heat transfer rate among three beforehand mentioned nanofluids in the same conditions and the heat transfer rate increases with increase in volume fraction of nanoparticle for a specific nanofluid.

کلیدواژه‌ها English

Dropwise condensation
Nanofluid
Heat Transfer
Numerical analysis