تحقیق در مورد انتقال گرما به وسیله نانوسیالات

اختصاصی از ژیکو تحقیق در مورد انتقال گرما به وسیله نانوسیالات دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:79

 فهرست مطالب

انتقال گرما به وسیله نانوسیالات

چکیده :

مقدمه

تهیه نانوسیالات :

روش دو مرحله ای

روش تک مرحله ای

مدلهای استاتیک

مدلهای دنیامیک

تئوری ها میلتون و کروسر

خصوصیات انتقالی با استفاده از دینامیک مولکولدار[1]:

تحقیقات زیادی مبنی برای MD در محاسبه انتقال حرارت بعضی نانو سیالات :

نتایج MD در محاسبه انتقال حرارت بعضی نانو سیالات :

اندازه گیری هدایت دمایی نانوسیالات

هدایت حرارتی نانو سیالات

انتقال گرما به وسیله نانو سیالات

چکیده :

اخیراً استفاده از نانوسیالات که در حقیقت سوسپانسیون پایداری از نانو فیبر ها و نانورزات جامد هستند به عنوان راهبردی جدید در عملیات انتقال حرارت مطرح شده است .

تحقیقات اخیر روی نانو سیالات ، افزایش قابل توجهی را در هدایت حرارتی آنها نسبت به سیالات بدون نانوزات دیا همراه با ذرات بزرگتر (ماکرو ذرات) نشان می دهد . از دیگر تفاوت های این نوع سیالات ، تابعیت شدید هدایت حرارتی از دما ، همچنین افزایش فوق العاده فلاکس حرارتی بحرانی در انتقال حرارت جوشش آنهاست .

بیشترین افزایش هدایت حرارتی در سوسپانسیون نانو لوله های کربنی گزارش شده از این رو توجه بسیاری از دانشمندان در سالهای اخیر به استفاده از انواع نالوله ها در سیالات انتقال دهنده حرارت متمرکز شده است .

نتایج آزمایشگاهی بدست آمده از نانوسیالات نتایج قابل بحثی است که به عنوان مثال می توان به انطباق نداشتن افزایش هدایت حرارتی با تئوری های موجود اشاره کرد . این امر نشان دهنده ناتوانی این مدلها در پیش بینی صحیح خواهی نانوسیال است . بنابر این برای کاربردی کردن این نوع از سیالات در آینده و در سیستم های جدید ، باید اقدام به طراحی ، ایجاد مدلها و تئوری هایی شامل اثر نسبت حجم به سطح و فاکتورهای سیاست نانوذره و تصحیحات مربوط به آن کرد .

مقدمه

سیستم های خنک کننده ، یکی از مهم ترین دغدغه های کارخانه ها و صنایعی مانند میکروالکترونیک و هر جایی است که به نوعی با انتقال گرما رو به رو باشد با پیشرفت فناوری در صنایعی مانند میکرو الکترونیک که در مقیاس های زیر صد نانومتر عملیات های سریع و حجیم با سرعت های بسیال بالا (چند گیگاهرتز) اتفاق می افتد و استفاده از موتوهایی با توان و بار حرارتی بالا اهمیت بسزائی پیدا می کند ، استفاده از سیستم های خنک کننده پیشرفته و بهینه ، کاری اجتناب ناپذیر است . بهینه سازی سیستم های انتقال حرارت موجود ، در اکثر مواقع به وسیله افزایش سطح آنها صورت می گیرد که همواره باعث افزایش حجم واندازه این دستگاهها می شود ، لذا برای غلبه بر این مشکل به خنک کننده های جدید و موثر نیاز است و نانو سیالات[1]به عنوان راهکاری جدید در این زمینه مطرح شده اند .

نانوسیالات متشکل از سوسپانسیونی[2]از نانو ذرات جامد یا فیبر ها با اندازه کمتر از nm 100 در یک مایع پایه می باشد در واقع بخش خوب ذرات جامد در یک مایع عموماً به نام سوسپانیسون کلوئیدال شناخته می شوند . سیستم های کلوئیدال بسیار کاربرد دارند آنها در طبیعت در سلولهای زنده دیده می شود همچنین در بسیاری از واکنش های شیمیایی حضور دارند در بسیاری از سیستم ها واسطه پایه آب بوده و ذرات به صورت ماکرو مولکولها یا توده ای از مولکولها می باشند کلوئیدها به خاطر خصوصیات رئولوژیکالشان بسیار مورد توجه می باشد آنها رفتار برشی[3] جالبی از خود بروز می دهند بسته به سرعت برش ، ضخامت و نازکی برشی می تواند مشاهده شود نازکی به یک کاهش در سیکوزیته موثر بر می گردد و ضخامت ناشی از افزایش در وسیکوزیته موثر می باشد .

مطالعه انتقال حرارت در جامدات بخش شده در مایعات در سالهای اخیر صورت گرفته ایوجا[4] نشان داد که سوسپانسیون های پلی استایرن در ابعاد زیر میکرونی در محلول گلیسرین انتقال حرارت را افزایش می دهد یک مانع اصلی در استفاده از چنین ذرات میکرونی افزایش خوردگی و سایش در سیسم های مهندسی می باشد . با پیدایش نانوتکنولوژی . استفاده از نانو ذرات باعث ایجاد یک سیستم کلوئیدال پایدار گردید که بعدها به نام نانو سیالات شناخته شد . بر خلاف سوسپانیسون های میکرو ابعاد بخش نانویی می تواند سیستمی با استخکام بالا تشکیل دهد از این خاصیت در سیستم هایی که یک سیال برای انتقال انرژی مطرح است ، استفاده می شود . اولین افزایش انتقال حرارت با نانوذرات به وسیله ماسودا[5]در ژاپن گزارش شد . گروه تحقیقاتی او اعلام کردند که هدایت دمائی [6]سوسپانیسون فوق ریز از آلومینه سلیکا و اکسیدهای معدنی دیگر در آب به یک مقدار قابل توجه حداکثر %30 برای یک کسر جمعی %4.3 خواهد رسید در همان شرایط فاکتور اصطکاک تقریباً چهار برابر خواهد شد . در ایالات متحده چوی[7]آزمایشگاه تحقیقاتی آرگون[8] یک کلاس جدید از مهندسی سیالات با تحت عنوان فوق انتقال دهنده های حرارتی را در سال 1995 را ایجاد کرد و واژه نانوسیال نیز برای اولین بار توسط چوی به کار برده شد . ونگ[9]نیز آزمایشاتی در زمینه هدایت حرارتی برای آلومینا و اکسیرس با استفاده از سیال پایه آب واتیلن گلیکول انجام داد . او مشاهده کرد که افزایش هدایت دمائی با کاهش سایز ذره بیشتر خواهد شد . این افزایش متناسب با کسر جمعی ذره ، در سیال پایه می شد 

دانلود پایان نامه لاتین دکتری نانوتکنولوژی با عنوان نانوسیالات با خواص انتقال حرارت بهبود یافته

اختصاصی از ژیکو دانلود پایان نامه لاتین دکتری نانوتکنولوژی با عنوان نانوسیالات با خواص انتقال حرارت بهبود یافته دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

نوع فرمت : پی دی اف (PDF)

تعداد صفحات :203

زبان : انگلیسی

این پایان نامه در سال 2008 میلادی در دانشگاه مریلند آمریکا در رشته مهندسی مکانیک جهت دریافت مدرک دکتری ارائه گردیده است. در این پایان بصورت کامل تاریخچه مطالعات و نتایج کارهای محققین مختلف در استفاده از نانوسیال جهت بدست آوردن مشخصات حرارتی بهتر ارائه گردیده است. همچنین نحوه ساخت انواع نانوسیال، روشهای اندازه گیری خواص حرارتی، ویسکوزیته و ... توضیح داده شده است. همچنین چندین نانوسیال مختلف سنتز شده و خواص گوناگون حرارتی و گرانروی آن تعیین شده است و با مدلهای گوناگون ارائه شده در تحقیقات قبلی مقایسه گردیده است. این پایان نامه یک مرجع بی نظیر جهت پایان نامه های کارشناسی ارشد و دکتری می باشد و میتواند ایده های بسیار جالبی در اختیار دانشجویان و محققین قرار دهد.

چکیده:

مایعات انتقال دهنده حرارت دارای هدایت حرارتی ذاتی کم بوده و از اینرو تا حد زیادی بازده تبادل حرارت را محدود می­کند. در حالیکه تاثیر گسترش سطوح و طراحی مجدد تجهیزات انتقال دهنده حرارت به منظور افزایش نرخ انتقال حرارت به یک حد مشخصی میرسد، بسیاری از فعالیتهای تحقیقاتی در جهت بهبود خواص انتقال حرارت سیالات با افزودن ذرات جامد رسانا به مایعات در حال انجام بوده است. این مایعات که نانوذرات در آنها پراکنش یافته است، نانوسیال نامیده می­شوند و دارای رسانایی گرمایی بالاتری نسبت به سیال پایه متناظر می­باشند.

در این مطالعه، سیستمهای نانوسیالات جدیدی با استفاده از نانواستوانه­های نیمه هادی، نانوذرات پیوندی، نانوقطرات و نانوذرات تغییر فاز دهنده به عنوان فاز پراکنده، توسعه یافته اند. یک روش نانو امولسیون ساز جهت ساخت نانوسیال توسعه داده شده و مورد استفاده قرار گرفته است. خواص حرارتی نانوسیالات شامل رسانایی گرمایی، گرانروی، ظرفیت گرمایی و ضریب انتقال جابجایی تعیین و مدلسازی گردید. افزایش قابل ملاحظه ای در رسانایی گرمایی سیستمهای نانوسیال مشاهده شد. بعنوان مثال افزایشی 52 درصدی در رسانایی گرمایی آب در نانوسیال FC72 گردید. این افزایش نامعمول را نمی­توان با تئوری محیط موثر بخوبی توضیح داد. مدلهای تئوری بر اساس لایه بندی منظم سیال، حرکات براونی و تئوریهای تجمع نانوذره جهت تشریح افزایش رسانایی گرمایی نانوسیال ارائه گردیده استفاده قرار میگیرند. افزایشهایی به میزان 126 و 20 درصد در ظرفیت گرمایی موثر سیال آب در نانوامولسیون FC72 و ایندیوم در نانوسیال PAO بصورت تجربی مشاهده گردید. این افزایشها بدلیل مقدار زیاد حرارت نهان جذب شده در فرآیند تغییر فاز از نانوذره به نانوقطره و بصورت معکوس می­باشد.

گرانروی نانوسیالات در اثر افزایش نانوذرات به سیالات پایه افزایش می­یابد و توسط مدل اینشتین قابل محاسبه می­باشد. اما بدلیل افزایش رسانایی گرمایی نانوسیال، 15 درصد افزایش در ضریب انتقال حرارت جایجایی طبیعی آب در نانوسیال FC72 مشاهده شده است. نتایج نشان میدهد نانوسیالات دارای خواص انتقال حرارت بهبودیافته بوده و بصورت آزمایشگاهی نیز اثبات شده است نانوسیالات دارای این پتانسیل هستند که بعنوان یک نسل پیشرفته بعدی سیالات انتقال دهنده حرارت مورد استفاده قرار بگیرند.

• Table of Contents
  Dedication ............................................................. ii
  Acknowledgements ....................................................... iii
  Table of Contents ............................................................... iv
  List of Tables .................................................................... vi
  List of Figures............................................................. vii
  Nomenclature .............................................. xii
  Introduction...................................................... 1
   Brief History of Nanofluids ............................................... 1
   Motivation of Improving Thermal Conductivity of Fluids............ 6
   Rationales behind the Nanofluids ............ 10
  Objective of Present Research .................. 15
   Physical Mechanisms behind Thermal Conductivity Enhancement....... 15
   Mass Production Method of Nanofluids .......... 16
   Nanofluid Systems Based on Per-fluorocarbons .... 17
   Phase-Change Nanofluids........................................... 18
   Literature Review .......................... 20
   Synthesis of Nanofluids ................................. 20
   Heat Transfer in Nanofluids.............................. 25
   Thermal Conduction in Nanofluids .................... 25
   Thermal Convection in Nanofluids.................. 33
  Pool Boiling in Nanofluids ..................... 35
  Theoretical Models of the Thermal Transport in Nanofluids . 36
   Viscosity .................................................. 39
   Applications of Nanofluid................................. 43
   Summary.............................................. 46
   Experimental Methods ...................... 48
   Synthesis Approach ........................ 48
   Characterization of Nanofluid Systems ................ 53
   Determination of Elemental Compositions........... 54
  Investigation of Particle Size and Geometry ........... 54
   Microstructure Characterization ............. 55
  Mobility of Nanoparticles .............................. 55
   Stability of Nanofluids................................... 56
   Measurement of Viscosity ................................ 57
   Heat Capacity Measurement and Phase Change Characterization ......... 57
   Thermal Conductivity Measurement ............... 58
   Thermal Conductivity of Nanorods-in-oil Nanofluids ........... 63
   Introduction.............................................. 63
   Synthesis of Bi2Te3 Nanorods................................. 64
  Preparation of Nanorods-in-Oil Nanofluids.... 66
   Thermal Conductivity Measurement ................................ 67
   Temperature Dependence of Thermal Conductivity Enhancement............ 69
  Discussion............................................... 70
   Summary.............................................. 74
  Application of Hybrid Urchin-Like Nanoparticles........ 75
  Introduction.................................... 75
   Synthesis of Urchin-like Nanoparticles ............. 77
   Preparation of Nanofluids ............................... 79
   Diffusion Mobility of Urchin-like Nanoparticles ......... 80
   Thermal Conductivity Measurement of Nanofluids  82
   Discussion..................... 84
  Summary.............................. 86
   Phase Change Water-in-FC72 Nanofluids .... 87
  
  •  Introduction..................... 87
   Synthesis of Water-in-FC72 Nanofluids.............. 89
  Measurement of Diffusion Mobility of Water Nanodroplets ...... 91
   Thermal Conductivity Measurements...................... 93
   Viscosity of Water-in-FC72 Nanofluids............. 97
   Heat Capacity of Water-in-FC72 Nanofluids.... 99
   Phase Change Behavior of Water-in-FC72 Nanofluids..101
   Natural Convective Heat Transfer in Nanofluids .104
   Summary.................................... 106

 Phase-Change Indium-in-PAO Nanofluids .. 107
Introduction..................... 107
Synthesis of Indium Nanoparticles ............ 109
Thermal Conductivity Measurement ........... 114
 Heat Capacity of Phase-Change Nanofluids........ 115
Phase Change Behavior of indium-in-PAO nanofluids .. 116
 Viscosity of Indium-in-PAO Nanofluids ..... 119
 Summary................. 121
 Modeling Thermal Transport in Nanofluids.... 123
 Introduction...................................... 123
 Density, Heat Capacity and Dynamic Viscosity of Nanofluids...... 123
 Thermal Conductivity Enhancement ............... 123

Effective Medium Theory................. 124
Brownian motion of Nanoparticles............... 127
 Other Mechanisms ......................... 133
Conclusions, Major Contributions and Future Directions . 137
 Conclusions of Experimental and Modeling Work ... 137
Major Contributions.................... 142
 Future Directions ...................... 145
 Relevant Publications and Patents ......... 148
 Appendix ........................... 150

Bibliography ................. 170

کلمات کلیدی: دانلود پایان نامه دکتری-دانلود پایان نامه- پایان نامه-پایان نامه دکتری- پایان نامه ارشد- دانلود رایگان- دانلود رایگان پایان نامه- پایان نامه نانوتکنولوژی- پایان نامه شیمی-پایان نامه مهندسی شیمی-پایان نامه مهندسی نفت-پایان نامه مهندسی مکانیک- پایان نامه مهندسی نانوتکنولوژی-پایان نامه نانو- نانوسیال- آلومینا- اکسید مس- -Alumina-CUO - ضریب رسانایی -هدایت حرارتی- بازده تبادل حرارت نیمه هادی -نانوذرات پیوندی-نانوقطرات-نانوذرات تغییر فاز دهنده - رسانایی گرمایی، گرانروی، ظرفیت گرمایی و ضریب انتقال جابجایی -نانوسیال -FC72-لایه بندی منظم سیال، حرکات براونی-تجمع نانوذره ظرفیت گرمایی موثر سیال -ایندیوم PAO- مدل اینشتین-ضریب انتقال حرارت جایجایی طبیعی- nanofluid,semiconductor nanorods, hybrid nanoparticles, phase-change liquid nanodroplets -phase-change metallic nanoparticles - dispersed phases. -nanoemulsification technique - thermal transport
properties- thermal conductivity- viscosity, heat capacity - heat-transfer coefficient- convective environment -Effective Medium Theory.-Theoretical Models-Ordered Liquid Layering, Brownian motion

اگر به دنبال ترجمه روان هر بخشی از این  پایان نامه هستید، درخواست خود را به این آدرس ایمیل کنید:

[e-mail]