| المستخلص: |
التقنية الواعدة التي تستخدم لتعزيز عملية الانتقال الحراري هي باستخدام الموائع النانوية كخيار جيد واستبدالها محل السوائل التقليدية الشائعة. والمبادلات الحرارية هي معدات واسعة التطبيقات في كثير من التطبيقات الصناعية المختلفة وبالتالي يكون سلوك وخصائص المائع هي من أهم العوامل المسيطرة في تصميم المبادلات الحرارية. في هذا البحث أجريت دراسة نظرية وعملية لتحسين أداء الانتقال الحراري لمائع نانوي يتكون من الأثيلين كلايكول كمائع أساس والفرايت (جسيمات نانوية صلبة) تم إجراء العمل بجزئيين، الجزء الأول تضمن دراسة تأثير إضافة الجزئيات النانوية إلى المائع الأساس على الخواص الحرارية والفيزياوية مثل (الكثافة، اللزوجة والموصلية الحرارية) لقيم مختلفة من التراكيز الحجمية لجزئيات النانو. أما الجزء الثاني من الدراسة تضمن دراسة نظرية لعملية الانتقال الحرارة بالحمل الحر للمائع النانوي داخل تجويف مستطيل يتعرض إلى مدى مختلف من درجات الحرارة على الجانبين العلوي والسفلي من التجويف. تم تحليل النتائج النظرية باستخدام برنامج (الكومسول 4.4) وكانت النتائج معتمدة على بعض المتغيرات التي تصف السرعة ودرجة الحرارة داخل التجويف متمثلة بمخطط توزيع انتقال الحرارة وخطوط الجريان، بينما النتائج العملية تضمنت قياس درجات الحرارة لمواقع معينة داخل التجويف وقياس معامل الانتقال الحراري ومقارنته مع النتائج النظرية. ناقشت كل من النتائج النظرية والعملية تأثير بعض المتغيرات مثل رقم الرالي وتركيز الجسيمات النانوية المتمثلة بالتراكيز الحجمية على درجات الحرارة وقد تمثل تأثير معامل التوصيل الحراري بمقدار قيم النسلت والكفاءة الحرارية. وبمقارنة النتائج النظرية والعملية وجد أن هنالك تطابق جيد بين درجات الحرارة والأداء الحراري لقيم مختلفة من الرالي والتراكيز لجزئيات النانو حيث تشير النتائج إلى تحسين معدل انتقال الحرارة بزيادة قيم النسلت لقيم مختلفة من الرالي وجزئيات النانو. أظهرت النتائج بأن قيم النسلت تزداد من (5.6 إلى 6.1) بزيادة التركيز الحجمي لجزئيات النانو من (0.02 إلى 0.04) عندما يكون الرالي (104 ×1.2) وتزداد قيمة النسلت من (٧ إلى 7.5) بزيادة التركيز الحجمي لجزئيات النانو من (0.02 إلى 0.04) عندما يكون الرالي (104 × 3.4) ويزداد مقدار تحسين انتقال الحرارة من (١٨ إلى ٢٨) % بزيادة تركيز جزئيات النانو من (0 إلى 0.1) عند رقم الرالي (١٠٤ × 1.2) بينما يزداد مقدار التحسن في انتقال الحرارة من (٢١ إلى ٣٠) % لنفس التركيز الحجمي لرقم الرالي (١٠٤ × 3.4) في هذا العمل تم أيجاد علاقة جديدة معتمدة للنسلت تربط بين رقم الرالي والتركيز الحجمي لجزئيات النانو: ??, ???=?(?? ,?) ??, ???=0.5899 ??0.146 (1−?)−4.385
|
