ORIGINAL_ARTICLE
مطالعه اثر زاویه قرارگیری محفظه و جهت حرکت دیوارهای متحرک آن روی جابجایی ترکیبی نانوسیال با خواص متغیر
دراین مقاله اثر زاویه قرارگیری محفظه مربعی شکل و جهت حرکت دیوارهها روی جابجایی ترکیبی نانوسیال در دو حالت متفاوت بررسی شده است. در حالت اول جابجایی اجباری و طبیعی یکدیگر را تقویت مینمایند ولی در حالت دوم اثر مخالف روی یکدیگر دارند. زاویه قرارگیری محفظه از صفر تا 90 درجه تغییر داده شده است. مدلسازیها برای شرایطی که رسانایی و ویسکوزیته نانوسیال آب-اکسید آلومینیوم با دما و غلظت نانوذره متغیر فرض شده و نیز برای شرایط ثابت بودن آنها با دما انجام شده و کسر حجمی نانوذرات بین صفر تا %8 تغییر داده شده است. برای حل معادلات حاکم از الگوریتم سیمپل و روش حجم کنترل استفاده شده است. بر مبنای نتایج، افزایش زاویه محفظه که باعث افزایش نقش جابجایی اجباری میشود، باعث میشود سه عدد سلول جابجاییکننده در زوایای کم تبدیل به یک سلول در زوایای زیاد شود. در هر زاویه روند تغییرات ناسلت متوسط با کسرحجمی برای وضعیت با خواص ثابت با دما، مشابه با وضعیت خواص متغیر با دما نیست. بنابراین، اگر نتایج دقیق مورد نظر است، باید وابستگی خواص به دما همواره در مدلسازیها مورد توجه قرار گیرد.
https://mej.aut.ac.ir/article_338_b91ad95c470911ba6f66ac573ab19bae.pdf
2014-10-23
1
12
10.22060/mej.2014.338
محفظه مربعی شکل
نانوسیال
تغییر زاویه
خواص متغیر
کسر حجمی نانوذرات
حسین
خراسانی زاده
khorasan@kashanu.ac.ir
1
دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک و پژوهشکده انرژی، دانشگاه کاشان
LEAD_AUTHOR
نجمه
حاجی علی گل
najmeh.hajialigol@gmail.com
2
دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس
AUTHOR
معصومه
ابراهیم قمی
qomeima@yahoo.com
3
مربی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد الیگودرز
AUTHOR
[1] S.U.S. Choi, “Enhancing thermal conductivity of fluids with nanoparticles”, FED-vol. 231/MD-vol. 66, Developments and Applications of Non- Newtonian Flows, ASME, New York; 99– 105, 1995.
1
[2] K. Khanafer; K. Vafai; M. Lightston, “Buoyancy- driven heat transfer enhancement in a two-dimensional enclosure utilizing nanofluids”, Int. J. Heat Mass Transfer, 46, 3639– 3653, 2003.
2
[3] F. Talebi; A.H. Mahmoudi; M. Shahi, “Numerical study of mixed convection flows in a square lid-driven cavity utilizing nanofluid”, International Communications in Heat and Mass Transfer, 37 (1), 79– 90, 2010.
3
[4] P.K. Namburu; D.P. Kulkarni; D. Misra, D.K. Das, “Viscosity of copper oxide nanoparticles dispersed in ethylene glycol and water mixture”, Exp. Thermal Fluid Sci, 32, 297– 402, 2007.
4
[5] S.P. Jang; S.U.S. Choi, “Effects of various parameters on nanofluid thermal conductivity”, ASME J. Heat Transfer, 129, 617– 623, 2007.
5
[6] C.T. Nguyen; F. Desgranges; G. Roy, N. Galanis; T. Mare; S. Boucher; H. Angue Minsta, “Temperature and particle-size dependent viscosity data for water-based nanofluids – hysteresis phenomenon”, Int. J. Heat Fluid Flow, 28, 1492– 1506, 2007.
6
[7] H. Angue Minsta; G. Roy; C.T. Nguyen; D. Doucet, “New temperature and conductivity data for water-based nanofluids”, Int. J. Therm. Sci, 48 (2), 363– 371, 2009.
7
[8] C.H. Chon; K.D. Kihm, S.P. Lee; S.U.S. Choi, “Empirical correlation finding the role of temperature and particle size for nanofluid (Al2O3) thermal conductivity enhancement”, Appl. Phys. Lett, 87, 153-107, 2005.
8
[9] E. Abu-Nada, “Effect of variable viscosity and thermal conductivity of Al2O3
9
–water nanofluid on heat transfer enhancement in water nanofluid on heat transfer enhancement in natural convection”, Int. J. Heat Fluid Flow 30, 679– 690, 2009.
10
[10] E. Abu-Nada, “Effects of variable viscosity and thermal conductivity of CuO-water nanofluid on heat transfer enhancement in natural convection”, Journal of Heat Transfer, 132, 052- 401, 2010.
11
[11] E. Abu-Nada; Z. Masoud, H. Oztop; A. Campo, “Effect of nanofluid variable properties on natural convection in enclosures”, Int. J. Thermal Sci., 49, 479-491, 2010.
12
[12] J.C. Maxwell-Garnett, “Colours in metal glasses and in metallic films”, Philos. Trans. Roy. Soc, 203, 385– 420, 1904.
13
[13] H.C. Brinkman, “The viscosity of concentrated suspensions and solutions”, J. Chem. Phys, 20, 571– 581, 1952.
14
[14] G. De Vahl Davis, “Natural convection of air in a square cavity, a benchmark numerical solution”, Int. J. Numer. Meth. Fluids, 3, 249– 264, 1983.
15
[15] G. Barakos; E. Mitsoulis, “Natural convection flow in a square cavity revisited: laminar and turbulent models with wall functions”, Int. J. Num. Meth. Fluids, 18, 695– 719, 1994.
16
[16] T. Fusegi; J.M. Hyun; K. Kuwahara; B. Farouk, “A numerical study of three dimensional natural convection in a differentially heated cubical enclosure”, Int. J. Heat Mass Transfer, 34, 1543– 1557, 1991.
17
[17] N.C. Markatos; K.A. Pericleous, “Laminar and turbulent natural convection in an enclosed cavity”, Int. J. Heat Mass Transfer, 27, 772– 775, 1984.
18
ORIGINAL_ARTICLE
مطالعه تجربی جریان پاییندست یک سیلندر با سه مقطع متفاوت با استفاده از دستگاه سرعت سنج سیم داغ
نیرو های اعمالی به سازه های مختلف به طبیعت و ویژگی های جریان در اطراف این سازهها بستگی دارد. همچنین بررسی رفتار جریان در اطراف سازه هایی با مقاطع دایره ای و مربعی در کاربرد های مهندسی اهمیت دارد. در تحقیق حاضر، جریان هوا در پایین دست سه مدل دو بعدی با مقاطع مربعی با زاویه حمله صفر و 45 درجه و دایره ای به صورت تجربی در تونل باد دانشگاه یزد و با استفاده از جریان سنج سیم داغ مطالعه شده است. ضریب انسداد بر اساس اندازه تصویر مدل عمود بر جریان و طول ضلع مقطع تونل باد، برای دو مدل با مقطع دایره ای و مربعی با زاویه حمله صفر، 2/2 درصد و مدل با مقطع مربعی با زاویه حمله 45 درجه، 14/3 درصد است. در این بررسی تاثیر عدد رینولدز و شکل مدل بر روی ویژگی های جریان پایین دست سیلندر با استفاده از پروفیل سرعت و اغتشاش های بی بعد و عدد استروهال مطالعه شده است. مقدار عدد استروهال و ویژگی های دیگر جریان پایین دست سیلندر ها در تحقیق حاضر با نتایج دیگر محققین مطابقت خوبی دارد. مقایسه نتایج سه مدل با یکدیگر نشان داد که سرعت جریان پشت مدل، از فاصله 4 > X/D سیلندر مربعی با زاویه حمله 45 درجه نسبت به دو سیلندر دیگر بیشتر کاهش داشته است. همچنین این مطالعه نشان داده که اغتشاش های سیلندر مربعی با زاویه حمله صفر در فاصله 2 > X/D بیشتر از دو سیلندر دیگر است.
https://mej.aut.ac.ir/article_337_bff8c38c8776cc19dd5eb7369b338179.pdf
2014-10-23
13
23
10.22060/mej.2014.337
تونل باد
جریان سنج سیم داغ
دنباله
عدد رینولدز
سیلندر مربعی و دایره ای
علی
سعیدی نژاد
a.saeidinezhad@gmail.com
1
دانشجویی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه یزد
LEAD_AUTHOR
احمد
سوهانکار
asohankar@cc.iut.ac.ir
2
دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان
AUTHOR
علی اکبر
دهقان
adehghan@yazduni.ac.ir
3
دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه یزد
AUTHOR
[1] Okajima, A., “Strouhal numbers of rectangular cylinders”, Journal Fluid Mechanics, Vol. 123, 379- 398, 1982.
1
[2] Zhou, Y., Antonia, R. A., “A study of turbulent vortices in the near wake of a cylinder”, J. Fluid Mech., 253, 643– 661,1993.
2
[3] Ong, L., Wallace, J., “The velocity field of the turbulent very near wake of a circular cylinder”, Experiments in Fluids, Vol. 20,441– 453, 1996.
3
[4] Shao, J., Zhang, C., “Numerical analysis of the flow around a circular cylinder using RANS and LES”, International Journal of Computational Fluid Dynamics, No. 5,301– 307, 2006.
4
[5] Saha, A. K., Muralidhar, K., Biswas, G., “Experimental study of flow past a square cylinder at high Reynolds numbers”,Experiments in Fluids, Vol. 29, 553– 63,2000.
5
[6] Lyn, D. A., Einav, S., Rodi W., Park, J. H. ,“A laser-Doppler velocimetry study of ensemble-averaged characteristics of the turbulent near wake of a square cylinder”,Journal Fluid Mechanics; Vol. 304, 285–
6
319, 1995.
7
[7] Wang, G., Choudhuri, PG., Bhandarkar MA. And Vanka, SP., “Large eddy simulations of bluff body wakes on parallel computer”, Report CFD 96-03, University of Illinois at Urbana Champaign, Contract
8
No. 0014-92-J-1334 of office of Naval Research, 1996.
9
[8] Sohankar, A., “Flow over a bluff body from moderate to high Reynolds numbers using large eddy simulation”, Computers & Fluids, Vol. 35, 1154– 1168, 2006.
10
[9] Ozgoren, M., “Flow structure in the downstream of square and circular cylinders”, Flow Measurement and Instrumentation, Vol. 17, 225– 235, 2006.
11
[10] Norberg, C., “Fluctuating lift on a circular cylinder: review and new measurements”,Journal of Fluids and Structures, Vol. 17,57– 96, 2003.
12
[11] Dutta, S., Muralidhar, K., Panigrahi P.K., “Influence of the orientation of a square cylinder on the wake properties”,Experiments in Fluids, Vol. 34, 16– 23,2003.
13
[12] Chen, J. M., Liu, CH., “Vortex shedding and surface pressures on a square cylinder at incidence to a uniform air stream”,International Journal of Heat and Fluid Flow, Vol. 20, 592– 597, 1999.
14
[13] Nakagawa, S., Nitta, K., Senda, M., “An experimental study on unsteady turbulent near wake of a rectangular cylinder in channel flow”, Experiments in Fluids, Vol.27(3), 284– 94, 1999.
15
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی تجربی پدیدهی برگشت شعله در محیط متخلخل سرامیکی
در این مقاله چگونگی حرکت شعله در یک سرامیک متخلخل با سوخت گاز طبیعی به طور تجربی بررسی شده است. برای ردیابی شعله از ترموکوپلهایی در دیوارهی مشعل که در راستای محور مشعل قرارگرفتهاند، استفاده شده است. نتایج به صورت توزیع دمای دیواره در زمانهای مختلف ارائه شده است. در این آزمون ها دو حالت در روند حرکتی شعله مشاهده میشود. حالت اول، حرکت سریع شعله به سطح زیرین محیط متخلخل است ( با عنوان پرش شعله از محیط) و در حالت دوم پس از گذشت زمانی مشخص، شعله به تدریج در درون سرامیک نفوذ نموده و پس از طی مسیر کوتاهی در درون آن، به حالت زیر سطح در میآید (با عنوان عبور شعله از محیط). با انجام آزمایشهای متعدد وقوع هر یک از حالات فوق با تغییر عواملی همچون نسبت همارزی، نرخ آتش، چگای حفره و ضخامت محیط متخلخل بررسی شده است.
https://mej.aut.ac.ir/article_339_56d6a17b8401a4e697f5b9a81377f00a.pdf
2014-10-23
25
35
10.22060/mej.2014.339
محیط متخلخل
احتراق
برگشت شعله
حرکت موج احتراق
سید عبدالمهدی
هاشمی
hashemi@kashanu.ac.ir
1
استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان
AUTHOR
مجید
دستمالچی
majid.dastmalchi@gmail.com
2
کارشناسی ارشد تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان
LEAD_AUTHOR
مجید
نیکفر
me.nikfar@yahoo.com
3
کارشناسی ارشد تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان
AUTHOR
0[1]هاشمی، س. ع. و عطوف، ح،”بررسی تجربی اثر ضخامت و تخلخل بر عملکرد مشعل تابشی متخلخل فلزی“،نشریه علمی- پژوهشی سوخت و احتراق، سال دوم، . شماره دوم، پاییز و زمستان 0388
1
[2]هاشمی، س. ع، امانی، ج.، عطوف، ح، ”بررسی تجربی پایداری شعله در محیط متخلخل کاربید سیلیسیمی“،، مجله علمی پژوهشی امیرکبیر، سال 93 ، شماره 0. تابستان 0391
2
[3]هاشمی، س. ع، نیکفر، م.، معتقدی فرد، ر،”بررسی تجربی اثر نرخ آتش و نسبت هم ارزی بر عملکرد مشعل متخلخل فلزی تابشی“، مجله علمی پژوهشی امیرکبیر،سال 93 ، ، شماره 0 . تابستان 0391
3
[4] Mobbauer, S., Pickenacker, O., Pickenacker, K., and Trimis, D., “Application of the Porous Burner Technology in Energy-and Heat-Engineering”, Proceeding of 5th Int. Conf. on Technologies and Combustion for a Clean Enviro. Clean Air. Lisbon, 3, pp. 185- 198, 2002.
4
[5] Christo, F.C., “A Parametric Analysis of a Coupled Chemistry-Radiation Model in Poious Media”, DSTO– Research Report RR- 0188, 2000.
5
[6] Babkin, V., “Filtrational combustion of gases: present state of affairs and prospects”, Pure Appl Chem, 65, pp.335– 44, 1993.
6
[7] Brenner, G., Pickenäcker, K., Pickenäcker, O., Trimis, D., Wawrzinek, K., and Weber, T., “Numerical and experimental investigation of matrix-stabilized methan/air combustion in porous inert media”, Combustion and Flame, 123, pp. 201- 213, 2000.
7
[8] Diamantis, D.J., Mastorakos, E., and Goussis, D.A., “Simulations of premixed combustion in porous media”, Combustion Theory and Modeling, 6, pp. 383- 411, 2002.
8
[9] Min, D.K., and Shin, H.D., “Laminar premixed flame stabilized inside a honeycomb ceramic”, International Journal of Heat and Mass Transfer, 34, pp. 341- 356, 1991.
9
[10] Vogel, B. J., and Ellzey J. L., “Subadiabatic and Superadiabatic Performance of a Two-Section Porous Burner”, Combust. Sci. and Tech., 177, pp. 1323- 1338, 2005.
10
[11] Abdul Mujeebu, M., Abdullah, M.Z., Abu Bakar, M.Z., Mohamad, A.A., Abdullah, M.K., “A review of investigations on liquid fuel combustion in porous inert media”, Journal of Environmental Management, 90, pp. 2287– 2312, 2009.
11
[12] Wood, S., Harris, A. T., “Porous burners for lean-burn applications”, Progress in Energy and Combustion Science, 34, pp. 667– 684, 2008.
12
[13] Singh, M., Singh, L.P, Husain, A., “Propagation of nonlinear travelling waves in Darcy-type porous media”, Acta Astronautica, 67, pp. 1053– 1058, 2010.
13
[14] Shih, J.R., Xie, M.Z., Liu, H., Li, G., Zhou, L., “Numerical simulation and theoretical analysis of premixed low-velocity filtration combustion”, Heat and Mass Transfer, 51, pp. 1818– 1829, 2008.
14
[15] Manual on the use of thermocouples in temperature measurement, Fourth Edition, sponsored by ASTM Committee E20 on Temperature Measurement.
15
ORIGINAL_ARTICLE
استفاده از توابع پایه نمایی در حل معادله انتقال حرارت گذرا در مواد لایه ای محوری
در این مقاله یک روش حل جدید بر مبنای استفاده از توابع پایه نمایی برای معادله انتقال حرارت گذرا در مواد لایه ای محوری ارائه شده است. در این روش ابتدا هر لایه از ماده به صورت یک المان مجزا در نظر گرفته می شود. در مرحله بعدی توزیع دما درون هر لایه به صورت سری متشکل از توابع پایه نمایی صدق کننده در معادله دیفرانسیل انتقال حرارت گذرا بیان می شود. سپس ضرایب ثابت سری جواب با استفاده از یک تبدیل گسسته به مقادیر شرایط اولیه و شرط مرزی دریشله هر لایه، مرتبط می شوند. در نهایت شرایط پیوستگی دما و شار گرمایی بین لایه ای در روندی مشابه با روش اجزاء محدود معمولی ارضاء می گردد. در این روش دوگانه شرایط اولیه و شرایط مرزی انتهایی حاکم بر مسأله به صورت همزمان بر روی مجموعه ای از نقاط مرزی ارضاء می گردد. با حل چند مسأله نمونه، قابلیت روش پیشنهادی در برآورد دقیق جواب معادله در مقایسه با سایر روش های موجود، نمایش داده شده است.
https://mej.aut.ac.ir/article_340_ed5ae201632bc35ba2f354fff770b638.pdf
2014-10-23
37
46
10.22060/mej.2014.340
انتقال حرارت گذرا
مواد لایه ای
روش بدون شبکه
توابع پایه نمایی
تبدیل گسسته
بشیر
موحدیان عطار
b_movahedian@cv.iut.ac.ir
1
دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان
LEAD_AUTHOR
بیژن
برومند
boromand@cc.iut.ac.ir
2
استاد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان
AUTHOR
[1] Barbaro, S., Giaconia, C., Orioli, A., “A computer oriented method for the analysis of non steady-state behavior of buildings”, Building and Environment , Vol. 23(1), pp. 19- 24, 1988.
1
[2] Boroomand, B., Mossaiby, F., “Dynamic solution of unbounded domains using finite element method: discrete Green’s functions in frequency domain”, International Journal of Numerical Methods in Engineering, Vol. 67, pp. 1491- 1530, 2006.
2
[3] Boroomand, B., Soghrati, S., Movahedian, B., “Exponential basis functions in solution of static and time harmonic elastic problems in a meshless style”, International Journal of Numerical Methods in Engineering, Vol. 81, pp. 971- 1018, 2010.
3
[4] Chantasiriwan, S., “Methods of fundamental solutions for time-dependent heat conduction problems”, International Journal of Numerical Methods in Engineering, Vol. 66, pp. 147- 165, 2006.
4
[5] de Monte, F., “An analytical approach to the unsteady heat conduction processes in one-dimensional composite media”, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 45, pp. 1333- 1343, 2002.
5
[6] de Monte, F., “Transient heat conduction in one-dimensional composite slab. A natural approach”, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 43, pp. 3607- 3619, 2000.
6
[7] Dong, CF., “An extended method of time-dependent fundamental solutions for inhomogeneous heat conduction”, Engineering Analysis with Boundary Element method, Vol. 33, pp. 717- 725, 2009.
7
[8] Friedman, A., “Partial differential equations of parabolic type”, Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall Inc., 1964.
8
[9] Huang, SC., Chang YP., “Heat conduction in unsteady, periodic and steady states in laminated composites”, Journal of Heat Transfer, Vol. 102, pp. 742- 748, 1980.
9
[10] Johansson, BT., Lesnic, D., “A method of fundamental solutions for transient heat conduction in layered materials”, Engineering Analysis with Boundary Element method, Vol. 33, pp. 1362- 1367, 2009.
10
[11] Johansson, BT., Lesnic, D., “A method of fundamental solutions for transient heat conduction”, Engineering Analysis with Boundary Element method, Vol. 18, pp. 1463- 1473, 2004.
11
[12] Mikhailov, M.D., Ozisik, M.N., Vulchanov, N.L., “Diffusion in composite layers with automatic solution of the eigenvalue problem”, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 26, pp. 1131- 1141, 1983.
12
[13] Shamsaei, B., Boroomand, B., “Exponential Basis Functions in Solution of Laminated Structures”, Journal of Composite Structures. Vol. 93, pp. 2010-2019, 2011.
13
[14] Sun Y, Wichman IS, “On transient heat conduction in a one-dimensional composite slab”, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 47, pp. 1555- 1559, 2004.
14
[15] Zandi, SM., Boroomand, B., Soghrati, S., “Exponential basis functions in solution of incompressible fluid problems with moving free surfaces”, Journal of Computational Physics, Vol. 231, pp. 505– 527, 2012.
15
ORIGINAL_ARTICLE
تحلیل انتقال حرارت ترکیبی هدایت-تابش در عایقهای چندلایه
در تحقیق حاضر مدلسازی انتقال حرارت ترکیبی هدایت-تابش در عایق چندلایه انجامشدهاست. معادلات حاکم حل دقیق ندارند. بنابراین از حل عددی به همراه حلهای تقریبی استفاده شدهاست. معادلات حاکم اصلی شامل معادلهی انرژی و معادلات دوشار میباشند، که بهترتیب با استفاده از روشهای حجممحدود و اختلافمحدود گسستهسازی شدهاند. حل عددی ابتدا با حل اوزیسیک و سپس با دادههای منتشرشدهی تجربی صحتسنجی شدهاست. با استفاده از حل پایا، شار حرارتی و رسانش حرارتی معادل و با استفاده از حل بیبعد توزیع دمای بیبعد درحالت پایا و نسبت شارهای بیبعد تابشی و هدایتی در طول نمونه بهدست آمدهاست. در مجاورت مرز گرم شار تابشی غالب است، بنابراین پیشنهاد شدهاست، بازتابانندهها نزدیک به مرز گرم قرار گیرند. برای اختلاف دماهای کم، هدایت غالب است، بنابراین وجود بازتابانندهها در عایق، در رسانش معادل تاثیرگذار نیست.
https://mej.aut.ac.ir/article_341_3cb3bdf7a55577bbdc1bcff3c2da3357.pdf
2014-10-23
47
56
10.22060/mej.2014.341
عایق چندلایه
رسانش حرارتی
سیستم حفاظت حرارتی
انتقال حرارت ترکیبی
مهدی
معرفت
maerefat@modares.ac.ir
1
دانشیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس
AUTHOR
آرش
اسماعیلی
aesmaili86@yahoo.com
2
دانشجوی دکتری، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس
LEAD_AUTHOR
[1] Spinnler, M., Edgar R.F., Winter, Viskanta, R., “Studies on high temperature multilayer thermal insulation”, International journal of heat and mass transfer 47, pp. 1305– 1312, 2004.
1
[2] Gallert, H., Keller. K., “Metallic Thermal Protection Concept for Hypersonic Vehicles”, Journal of Aircraft, Vol. 28, No. 6, June, pp. 410- 416, 1991.
2
[3] Doenecke, J., “Survey and Evaluation of Multilayer Insulation Heat Transfer Measurements”, SAE Technical Paper 932117.23rd International Conference on Environmental Systems, Colorado Springs, Colorado, July, 1993.
3
[4] Keller, K., “Application of High Temperature Multilayer Insulations”, Acta Astronautica Vol. 26, No. 6, pp. 451- 458, 1992.
4
[5] Bo-Ming Zhang, Shu-Yuan Zhao, “Experimental and theoretical studies on high-temperature thermal properties of fibrous insulation”, Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer 109, pp. 1309– 1324, 2008.
5
[6] Shu-yuan Zhao, He, Xiao-dong, “Temperature and pressure dependent effective thermal conductivity of fibrous insulation”, International Journal of Thermal
6
Sciences 48, pp. 440– 448, 2009.
7
[7] Shu-Yuan Zhao,. Zhang, Bo-Ming. Du Shan-Yi, “An inverse analysis to determine conductive and radiative properties of a fibrous medium”, Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer 110, pp. 1111– 1123, 2009.
8
[8] Alifanov, O.M., Nenarokomov, A.V., Gonzalez, V.M., “Study of multilayer thermal insulation by inverse problems method”, Acta Astronautica 65, pp. 1284– 1291, 2009.
9
[9] Modest, Michael. F.; Radiative Heat Transfer, 2nd Edition, Academic Press, USA, 1993.
10
[10] Sparrow, E.M., Cess, R.D., “Radiation Heat Transfer”, Augmented Edition, McGraw- Hill, 1978.
11
[11] Daryabeigi, K., “Heat Transfer in High-Temperature Fibrous Insulation”, 8th AIAA/ASME Joint Thermophysics and Heat Transfer Conference, St. Louis, MO, 2002.
12
[12] Bapat, S.L., Narayankhedkar, K.G., Lukose, T.R., “Performance prediction of multilayer insulation”, Cryogenics, Vol 30, pp. 700- 710, 1990.
13
[13] Hager, N.E. Jr. Steere, R.C., “Radiant Heat Transfer in Fibrous Thermal Insulation”, Journal of Applied Physics, Vol. 38, No. 12. pp. 4663- 4668, 1967.
14
[14] Cunnington, G.R., Zierman, C.A., Funai, A.I., Lindahn, A., “Performance of Multilayer Insulation Systems for Temperatures to 700K”, NASA CR- 907, 1967.
15
[15] Daryabeigi, K., “Analysis and Testing of High Temperature Fibrous Insulation for Reusable Launch Vehicles”, AIAA Paper 99-1044, January, 1999.
16
[16] Daryabeigi, K., “Thermal Analysis and Design of Multi-layer Insulation for Re-entry Aerodynamic Heating”, AIAA Paper 2001-2834, June, 2001.
17
[17] Bhattacharyya, R. K., “Heat Transfer Model for Fibrous Insulations”, Thermal Insulation Performance, ASTM STP 718, ed. by D. L. McElroy and R. P. Tye. American Society for Testing and Materials, Philadelphia. PA, pp. 272- 286, 1980.
18
[18] Blosser, Max L., “Advanced Metallic Thermal Protection Systems for Reusable Launch Vehicles”, PhD dissertation, University of Virginia, 2000.
19
[19] Daryabeigi, K., “Design of High Temperature Multi-layer Insulation for Reusable Launch Vehicles”, PhD dissertation, University of Virginia, 2000.
20
[20] Thornton, E. A., “Thermal Structures for Aerospace Applications”, AIAA, Reston, Virginia, 1996.
21
[21] Ozisik, M.N.; Radiative Transfer and Interactions with Conduction and Convection, John Wiley & Sons Inc, 1973.
22
[22] Daryabeigi, K., Miller, Steve D., “Heat Transfer in High Temperature Multilayer Insulation”, NASA Tech Briefs, 2001.
23
[23] Viskanta, R., “Heat Transfer by Conduction and Radiation in Absorbing and Scattering Media”, Journal of Heat Transfer, pp. 143-150, 1965.
24
[24] Finck, J. L.; Heat Insulation, Industrial & Engineering Chemistry, ACS Pub, pp. 824-827, 2002.
25
[25] Bai, Dan., Fan, Xu-Ji., “On the combined heat transfer in the multilayer non-gray porous fibrous insulation”, Journal of Quantitative
26
ORIGINAL_ARTICLE
تاثیر افزودنی های سوختی بر فراریت بنزین
افزودنی های اکسیژن دار برای مقاصدی نظیر افزایش عدد اکتان، بهبود پارامترهای عملکردی موتور و کاهش آلاینده های خروجی، به بنزین پایه افزوده می شوند . در ایران از متیل ترشیاری بوتیل اتر به عنوان افزودنی بنزین پایه استفاده می شود که بدلیل آثار مخرب زیست محیطی، کشور ما نیز همانند دیگر کشورهای پیشرفته، باید به دنبال جایگزینی برای این افزودنی باشد . ترکیب بنزین پایه و افزودنی های سوختی عموماً شامل محدودیت هایی از قبیل افزایش میزان فراریت، فشار بخار بنزین و کاهش ارزش حرارتی سوخت حاصله می باشد . در این تحقیق اتانول ، ترشیاری بوتیل الکل و متیل ترشیاری بوتیل اتر در نسبتهای حجمی 2.5، 5، 7.5، 10، 15و 20 با بنزین پایه پالایشگاه تهران ترکیب گردیده و رفتار فراریت سوخت حاصله بر اساس استانداردهای ASTM مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصله بیانگر آن است که در صورت استفاده از اتانول به عنوان افزودنی سوختی باید تغییراتی در فرمول بنزین پایه حاصل گردد که خود تاثیر نامطلوبی بر مشخصه های دیگر سوخت از جمله عدد اکتان برجای می گذارد، حال آنکه افزودن ترشیاری بوتیل الکل به بنزین ، فشار بخار بنزین را به میزان ناچیزی افزایش داده و نیازی به جایگزینی ترکیبات سبک بنزین پایه با ترکیبات سنگین تر به منظور کاهش فشار بخار بنزین ندارد .
https://mej.aut.ac.ir/article_342_9511d547208609cbea917945d9e0e36a.pdf
2014-10-23
57
65
10.22060/mej.2014.342
بنزین
افزودنی اکسیژن دار
متیل ترشیاری بوتیل اتر
اتانول
ترشیاری بوتیل الکل
فشار بخار
سهیل
بابازاده شایان
soheil.babazadehshayan@gmail.com
1
کارشناسی ارشد مهندسی هوافضا، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس
LEAD_AUTHOR
سیدمرتضی
سیدپور
morteza.seyedpour@gmail.com
2
کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران
AUTHOR
فتح اله
امی
fommi@modares.ac.ir
3
دانشیار مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس
AUTHOR
[1] Y.H. Huang, J.H. Wu, “Analysis of biodiesel promotion in Taiwan”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, No. 12, pp. 1176– 1186, 2008.
1
[2] F. Nadim, P. Zack, G.E. Hoag, S. Liu, “United States experience with gasoline additives”, Energy Policy, No. 29, pp. 1– 5, 2001.
2
[3] J.F. Izquierdo, F. Cunill, M. Vila, M. Iborra, J. Tejero, “Equilibrium constants for methyl tert-butyl ether and ethyl tert-butyl ether liquid–phase syntheses using C4 olefinic cut”, Industrial & Engineering Chemistry Research, No. 33, pp. 2830– 2835, 1994.
3
[4] C. Gomez, F. Cunill, M. Iborra, F. Izquierdo, J. Tejero, “Experimental study of the simultaneous synthesis of methyl tert-butyl ether and ethyl tert-butyl ether in liquid phase”, Ind Eng Chem Res, No. 36, pp. 4756– 4762, 1997.
4
[5] L. Caprino, G.I. Togna, “Potential health effects of gasoline and its constituents: a review of current literature (1990 – 1997) on toxicological data”, Environmental Health Perspectives, No. 106, pp. 115– 125, 1998.
5
[6] D.P. Lince, L.R. Wilson, G.A. Carlson, “Methyl tert-butyl ether (MTBE) contamination in private wells near gasoline station in upstate New York”, Environmental Pollution, No. 61, pp. 484– 488, 1998.
6
[7] T.J. Lopes, D.A. Bender, “Nonpoint sources of volatile organic compounds in urban areas-relative importance of land surfaces and air”, Environmental Pollution, No.101, pp. 221– 230.
7
[8] P.J. Squillace, J.S. Zogorski, W.G. Wilbur, C.V. Price, “Preliminary assessment of the occurrence and possible sources of MTBE in groundwater in the United States”, Environmental Science & Technology, No. 30, pp. 1721– 1730, 1996.
8
[9] M. Kharoune, A. Pauss, J.M. Lebeault, “Aerobic biodegradation of an oxigenates mixture: ETBE, MTBE and TAME in an upflow fixed-bed reactor”, Water Research, No. 35, pp. 1665– 1674, 2001.
9
[10] A.D. Uhler, S.A. Stout, R.M. Uhler, S.D. E-Mattingly, K.J. McCarthy, “Accurate chemical analysis of MTBE in environmental media”, Environmental Forensics, No. 2, pp. 17– 19, 2001.
10
[11] T. Shih, Y. Rong, T.Harmon, M. Suffet, “Evaluation of the impact of fuel hydrocarbons and oxygenates on groundwater resources”, Environmental Science & Technology, No. 38, pp. 42– 48, 2004.
11
[12] United States Environmental Protection Agency, “Transportation and Regional Programs Division Office of Transportation and Air Quality U.S. Environmental Protection Agency (2008), Guide on Federal and State Summer RVP Standards for Conventional Gasoline Only”, EPA, No. 420-B-08-009, April 2008.
12
[13] Society of Automotive Engineers (SAE), “Engines, Fuels, Lubricants, Emissions, and Noise”, ISBN: 0898838894, SAE International, 1990.
13
[14] D.A. Barker, L.M. Gibbs, E.D. Steinke, “The development and proposed implementation of the ASTM Drivability Index for motor gasoline”, SAE 881668, 1988.
14
[15] R.D. Silva, R. Cataluña, E.W.D. Menezes, D. Samios, C.M.S. Piatnicki, “Effect of additives on the antiknock properties and reid vapor pressure of gasoline”, Fuel, No. 84, pp. 951– 959, 2005.
15
[16] E.W.D. Menezes, R. Cataluña, D. Samios, R.D. Silva, “Addition of azeotropic ETBE/ethanol mixture in eurosuper-type gasolines”, Fuel, No. 85, pp. 2567– 2577, 2006.
16
[16] E.V. Takeshita, R.V.P. Rezende, S.M.de souza, A.A.U. de Souza, “Influence of solvent addition on the physicochemical properties of Brazilian gasoline”, Fuel, No. 87, pp. 2168- 2177, 2008.
17
[18] American Society of Testing and Material
18
“ASTM D86- 10a Standard Test Method for Distillation of Petroleum Products at Atmospheric Pressure”.
19
[18] American Society of Testing and Material, “ASTM D323- 06 Standard Test Method for Vapor Pressure of Petroleum Products (Reid Method)”.
20
[20] American Society of Testing and Material, “ASTM D4953 Standard Test Method for Vapor Pressure of Gasoline and Gasoline-
21
Oxygenate Blends (Dry Method)”.
22
[21] American Society of Testing and Material, “ASTM D5188- 04a Standard Test Method for Vapor-Liquid Ratio Temperature Determination of Fuels (Evacuated Chamber Method)”.
23
[22] Downstream Alternatives Inc., “Driveability and Performance Of Reformulated and Oxygenated Gasolines”, DAI Informational Document, No. 970302, March 1997.
24
[23] American Society of Testing and Material, “ASTM D4814- 10b Standard Specification for Automotive Spark-Ignition Engine Fuel”.
25
[24] R.G. Montemayor, “Distillation and Vapor Pressure Measurement in Petroleum Products”, ASTM International, West Conshohocken, PA 19428– 2959, 2008.
26
ORIGINAL_ARTICLE
مدل سازی عددی جریانهای دوفازی تراکم پذیر با مدل دوسیالی هیپربولیک دوفشاری
مدل سازی عددی جریانهای دوفازی تراکم پذیر یکی از موضوعات چالش برانگیز و مهم در مسائل کاربردی و تحقیقاتی به شمار می رود. در این مسائل اثرات متقابل شاک که به عنوان یک ناپیوستگی در خواص سیال به حساب می آید با فصل مشترک دو فاز به عنوان یک ناپیوستگی دیگر، سبب بروز مشکلاتی در حل عددی و تسخیر دقیق ناپایداری های فصل مشترک می شود. هدف از این پژوهش تسخیر دقیق فصل مشترک و مطالعه تاثیرات متقابل شاک و فصل مشترک در جریانهای دوفازی گاز-گاز و گاز – مایع است. بدین منظور از حلگر ریمان HLLC و روش حل عددی گودونوف برای مدل دوسیالی هیپربولیک دوفشاری استفاده به عمل آمد و کد نویسی به صورت دوبعدی و با دقت مرتبه دو انجام شد. مسائل یک و دوبعدی متنوع دوفازی مانند شاک تیوبهای تراکمی و انبساطی، برخورد شاک و حباب R22 در هوا، مسئله انفجار زیر آب و اثرات متقابل برخورد شاک هیپرسونیک با ماخ 6 با یک ستون استوانه ای آب شبیه سازی شد. نتایج عددی بدست آمده تطابق عالی با نتایج تجربی و نتایج قبلی بدست آمده توسط محققین با روش های عددی زمان بر و مدلهای پیچیده دیگر دارد.
https://mej.aut.ac.ir/article_343_8ac4ca87abadfb94bb217d6fd97d1925.pdf
2014-10-23
67
77
10.22060/mej.2014.343
جریانهای دوفازی
مدل دوسیالی هیپربولیک
تراکم پذیر
موج شاک
روش عددی گودونوف
فصل مشترک
محمدرضا
انصاری
mra_1330@modares.ac.ir
1
دانشیار، دانشکده فنی مهندسی، گروه تبدیل انرژی، دانشگاه تربیت مدرس
AUTHOR
عبدالحسین
دارمی زاده
a.darami@modares.ac.ir
2
دکتری مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، گروه تبدیل انرژی، دانشگاه تربیت مدرس
LEAD_AUTHOR
[1] Scheffler, D and Zukas, J., “Practical aspects of numerical simulations of dynamic events: Material interfaces”, Int.J. Impact Eng., 24(8):821– 842, 2000.
1
[2] Pilliod, J. and Puckett, E., “Second-order accurate Volume-of-Fluid algorithms for tracking material interfaces”, J. Comput. Phys., 199:465– 502, 2004.
2
[3] Sethian, J.A., “Level Set Methods: Evolving Interfaces in Geometry” , Fluid.Mechanics, Computer Vision and MaterialScience. Cambridge University Press,1996.
3
[4] Osher, S., and Fedkiw, R., “Level set methods: An overview and some recent results.”, J. Comput. Phys., 169(2):463–502, 2001.
4
[5] Unverdi, S. and Tryggvason, G., “A front tracking method for viscous incompressible flows”, J. Comput. Phys.,100:25– 37, 1992.
5
[6] Terashima H., Tryggvason, G., “A front- tracking/ghost-fluid method for fluid interfaces in compressible flows”, J.Comput. Phys., 228: 4012- 4037, 2009.
6
[7] Terashima H., Tryggvason, G., “A front- tracking method with projected interface conditions for compressible multi-fluid flows”, Computers & Fluids 39: 1804–1814, 2010.
7
[8] Doneal, J., Huerta, A., Ponthot, J.P., and Rodriguez-Ferran, A., “Arbitrary Lagrangian -Eulerian Methods”, In E.Stein, R. de Borst, and T. J. Hughes,editors, Encyclopedia of Computational Mechanics, chapter 14. John Wiley &Sons, 2004.
8
[9] Anbarlooei, H.R, Mazaheri, K., “Moment of fluid interface reconstruction method in multi-material arbitrary Lagrangian Eulerian (MMALE) algorithms” , Comput.Methods Appl. Mech. Engrg. 198: 3782–
9
3794, 2009.
10
[10] Saurel, R. and Le Metayer, O., “A multiphase model for interfaces”, shocks,detonation waves and cavitation. J. Fluid Mech., 431:239– 271, 2001.
11
[11] Johnsen, E., Colonius, T., “Implementation of WENO schemes in compressible multicomponent flow problems”, J.Comput. Phys, 219: 715– 732, 2006.
12
[12] Kawai, S., Terashima, H., “A high- resolution scheme for compressible multicomponent flows With shock waves”,Int. J. Numer. Meth. Fluids , 2010.
13
[13] Johnsen E., “Spurious oscillations and conservation errors in interface-capturing schemes”, Annual Research Briefs 2008,Center for Turbulence Research, NASA Ames and Stanford University, 115– 126,
14
[14] Chang, C- H., Liou, M.-S., “A robust and accurate approach to computing compressible multiphase flow: Stratified flow model and AUSM +-up scheme”, J. Comput. Phys. 225 : 840– 873, 2007.
15
[15] Abgrall, R., “How to prevent pressure oscillations in multi-component flow calculations: A quasi conservative approach”, J. Comput. Phys., 125(1):150–160, 1996.
16
[16] Shyue, K.-M., “An efficient shock-capturing algorithm for compressible multi-component problems”, J. Comp. Phys., 142:208– 242, 1998.
17
[17] Shyue, K.-M., “A high-resolution mapped grid algorithm for compressible multiphase flow problems”, J. Comput. Phys. 229: 8780– 8801, 2010.
18
[18] Saurel, R., Abgrall, R., “A multiphase Godunov method for compressbile multifluid and multiphase flows”, J. Comput. Phys., 150(2):425– 467, 1999.
19
[19] Castro C. E., Toro E. F., “A Riemann solver and upwind methods for a two-phase flow model non-conservative form”, Int. J. Numer. Meth. Fluids 50:275– 307, 2006.
20
[20] Munkejord, S. T., “Comparison of Roe-type methods for solving the two-fluid model with and without pressure relaxation”, Computers & Fluids 36:1061–1080, 2007.
21
[21] Munkejord, S. T., “A Numerical Study of Two-Fluid Models with Pressure and Velocity Relaxation”, Adv. Appl. Math. Mech., 2: 131- 159, 2010.
22
[22] Tokareva S.A., Toro E.F., “HLLC-type Riemann solver for the Baer–Nunziato equations of compressible two-phase flow” , Journal of Computational Physics 229: 3573– 3604, 2010.
23
[23] Dumbser M., Toro E.F., “A Simple Extension of the Osher Riemann Solver to Non-conservative Hyperbolic Systems”, J. Sci. Comput.، DOI 10.1007/s10915-010-9400- 3, 2010.
24
[24] Kapila, R. Menikoff, J. Bdzil, S. Son, and D. Stewart., “Two-phase modeling of DDT in granular materials: Reduced equations”, Phys. Fluid, 13:3002– 3024, 2001.
25
[25] Saurel, R., Petitpas, F., and Berry, R. A., “Simple and efficient relaxation methods
26
for interfaces separating compressible fluids, cavitating flows and shocks in multiphase mixtures”, J. Comput. Phys., 228(5):1678– 1712, 2009.
27
[26] Haas J.F., Sturtevant B., “Interaction of weak shock waves with cylindrical and spherical gas in homogeneitie”, Journal of Fluid Mechanics 181:41- 76.
28
[27] Kleine H., Tepper S., Takehara, K., Etoh T. G., Hiraki K., “Cavitation induced by low-speed underwater impact”, Int. J. Shock Waves vol. 19, pp. 895, 2009.
29
[28] Niu. Y.-Y., Lin, Y.-C., Chang C.-H., “A further work on multi-phase two-fluid approach for compressible multiphase flows”, Int. J. Numer. Meth. Fluids, 58:879- 896, 2008.
30
ORIGINAL_ARTICLE
مطالعه تجربی انتقال حرارت و افت فشار نانوسیال آب- اکسید تیتانیوم
در این مقاله، انتقال حرارت و افت فشار نانوسیال آب- اکسید تیتانیوم در جریان مغشوش درون مبدل دو لولهای هم مرکز به صورت تجربی بررسی شده است. نانوسیال با کسرهای حجمی 002/0، 01/0 و 02/0 تهیه شد و در اعداد رینولدز تقریبی 8000 تا 49000 مورد آزمایش قرار گرفت. برای این منظور یک مبدل دو لوله ای جریان مخالف طراحی و ساخته شده است. نتایج نشان داد که عدد ناسلت متوسط و افت فشار نانوسیال با افزایش کسر حجمی و یا عدد رینولدز افزایش مییابند. عدد ناسلت متوسط و افت فشار نانوسیال بیشتر از آب هستند. هر چند افت فشار نانوسیال با کسر حجمی 002/0 نزدیک به افت فشار آب است. درصد افزایش افت فشار نانوسیال نسبت به آب نشان داد که در تمامی آزمایشها، افت فشار نانوسیال در عددهای بزرگ رینولدز افزایش کمتری نسبت به عددهای کوچک رینولدز دارد. برای کسر حجمی 002/0 با افزایش عدد رینولدز از افزایش عدد ناسلت متوسط کاسته میشود. برای دو کسر حجمی 01/0 و 02/0 عدد ناسلت متوسط افزایش (تقریباً) یکسانی در تمامی اعداد رینولدز دارد. بنابراین نانوسیال با کسر حجمی 002/0 برای عددهای رینولدز کوچک و نانوسیال با کسر حجمی 01/0 یا 02/0 در عددهای بزرگ رینولدز کارایی بهتری خواهند داشت.0.0020021ر
https://mej.aut.ac.ir/article_344_ebcd28b092bd5914383067a8d5372ad2.pdf
2014-10-23
79
88
10.22060/mej.2014.344
مطالعه تجربی
نانوسیال آب- اکسید تیتانیوم
عدد ناسلت
انتقال حرارت
افت فشار
جریان مغشوش
جعفر
امانی
jfr.amn@gmail.com
1
دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان
LEAD_AUTHOR
علی اکبر
عباسیان آرانی
abbasian@kashanu.ac.ir
2
استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان
AUTHOR
[1] S.K. Das; N. Putra; P. Thiesen; W. Roetzel, “Temperature dependence of thermal conductivity enhancement for nanofluids”, J.Heat Transfer, No. 125, pp. 567– 574, 2003.
1
[2] Y. He; Y. Jin; H. Chen; Y. Ding; D. Cang, H. Lu, “Heat transfer and flow behaviour of aqueous suspensions of TiO2 nanoparticles (nanofluids) flowing upward through a vertical pipe”, Int. J. Heat Mass Transfer, No.50, pp. 2272– 2281, 2007.
2
[3] S.M.S. Murshed; K. Choong Leong; Ch. Yang; N.T. Nguyen, “Convective heat transfer characteristics of aquouse TiO2 nanofluid under laminar flow conditions”,Int. J. Nanoscience, Vol. 7, pp. 325– 331,
3
[4] W. Duangthongsuk; S. Wongwises, “An experimental study on the heat transfer performance and pressure drop of TiO2–water nanofluids flowing under a turbulent flow regime”, Int. J. Heat Mass Transfer, No.53, pp. 334– 344, 2010.
4
[5] H. Xie; Y. Li; W. Yu, “Intriguingly high convective heat transfer enhancement of nanofluid coolants in laminar flows”, Physics Letters A, No. 374, pp. 2566– 2568, 2010.
5
[6] S.M. Fotukian; M. Nasr Esfahany, “Experimental investigation of turbulent convective heat transfer of dilute γ-Al2O3/water nanofluid inside a circular tube”,Int. J. Heat Fluid Flow, No. 31, pp. 606– 612,
6
[7] B. Farajollahi; S.Gh. Etemad; M. Hojjat, “Heat transfer of nanofluids in a shell and tube heat exchanger”, Int. J. Heat Mass Transfer, No. 53, pp. 12– 17, 2010.
7
[8] A.R. Sajadi; M.H. Kazemi, “Investigation of turbulent convective heat transfer and pressure drop of TiO2/water nanofluid in circular tube”, Int. Commun. Heat Mass Transfer, Vol. 38, pp. 1474- 1478, 2011.
8
[9] M. Nasiri; S.Gh. Etemad; R. Bagheri, “Experimental heat transfer of nanofluid through an annular duct”, Int. Comm. Heat Mass Transfer, Vol. 38, pp. 958- 963, 2011.
9
[10] S.M.S. Murshed; K.C. Leong; C. Yang, “Enhanced thermal conductivity of TiO2–water based nanofluids”, Int. J. Thermal Sci.,Vol. 44, pp. 367- 373, 2005.
10
[11] D. Wu; H. Zhu; L. Wang; L. Liua, “Critical issues in nanofluids preparation,characterization and thermal conductivity”,Curr. Nanosci., Vol. 5, pp. 103– 112, 2009.
11
[12] B.C. Pak; Y.I. Cho, “Hydrodynamic and heat transfer study of dispersed fluids with submicron metallic oxide particles”, Exp. Heat Transfer, Vol. 11, pp. 151– 170, 1998.
12
[13] Y. Xuan; W. Roetzel, “Conceptions for heat transfer correlation of nanofluids”, Int. J. Heat Mass Transfer, Vol. 43, pp. 3701–3707, 2000.
13
[14] M. Corcione, “Empirical correlating equations for predicting the effective thermal conductivity and dynamic viscosity of nanofluids”, Energy Conversion and Management, Vol. 52, pp.789– 793, 2011.
14
[15] F.M. White, “Viscous Fluid Flow”, Third edition, McGraw Hill, New York, 2006.
15
[16] A. Bejan, “Convection Heat Transfer”, Third edition, John Wiley & Sons, Inc., New York, 2004.
16
[17] F. Kreith; D.Y. Goswami; The Mechanical Engineering Handbook Series, second edition, CRC PRESS, 2005.
17
[18] R.W. Powell; C.Y. Ho; P.E. Liley, “Thermal conductivity of selected materials”, United States Department of Commerce, National Bureau of standards, 1962.
18
[19] S.J. Smith; R. Stevens; Sh. Liu; G. Li; A. Navrotsky; J.B. Goates; B.F. Woodfield, “Heat capacities and thermodynamic functions of TiO2 anatase and rutile: Analysis of phase stability”, American Mineralogist, Vol. 94, pp. 236– 243, 2009.
19
[20] ED Palik; Handbook Optical Constants, V1, ISBN 0-12- 544423-6.
20
[21] A. Zamzamian; S. Nasseri Oskouie; A. Doosthoseini; A. Joneidi; M. Pazouki, “Experimental investigation of forced convective heat transfer coefficient in nanofluids of Al2O3/EG and CuO/EG in a double pipe and plate heat exchangers under turbulent flow”, Exp. Thermal Fluid Sci., Vol. 35, pp. 495– 502, 2011.
21
[22] Y. Yang; Z.G. Zhang; E.A. Grulke; W.B. Anderson; G. Wu, “Heat Transfer Properties of Nanoparticle-in-Fluid Dispersions (Nanofluids) in Laminar Flow”, Int. J. Heat Mass Transfer, Vol. 48, pp.1107– 1116, 2005.
22
[23] T.H. Nassan; S. Zeinali Heris; S.H. Noie, “A comparison of experimental heat transfer characteristics for Al2O3/water and CuO/water nanofluids in square cross-section duct”, Int. Commun. Heat Mass Transfer, Vol. 37, pp. 924– 928, 2010.
23
[24] R.S. Vajjha; D.K. Das; D.P. Kulkarni, “Development of new correlations for convective heat transfer and friction factor in turbulent regime for nanofluids”, Int. J. Heat Mass Transfer, Vol. 53, pp. 4607– 4618, 2010.
24
[25] D.P. Kulkarni; D. K. Das; R.S. Vajjha, “Application of nanofluids in heating buildings and reducing pollution”, Applied Energy, Vol. 86, 2566– 2573, 2009.
25
[26] H.W. Coleman; W.G. Steele, “Experimentation, validation, and uncertainty analysis for engineers”, Third edition, John Wiley & Sons, INC., 2009.
26
[27] امانی، جعفر، ” مطالعه تجربی تأثیر قطر نانوذرات، بر انتقال حرارت، نانوسیا آب اکسید تیتانیوم - “، پایان نامه کارشناسی . ارشد، دانشگاه کاشان، بهمی ماه 1351
27
ORIGINAL_ARTICLE
محاسبه قطر بهینه ذرات جاذب سیلیکاژل در چیلرهای جذب سطحی
یکی از روشهایی که امروزه برای تولید برودت در صنعت و تهویه مطبوع مورد استفاده قرار میگیرد؛ چیلرهای جذب سطحیاند که دارای مزایای زیادی نسبت به روشهای مشابه هستند. با توجه به اهمیت بسترهای جاذب در عملکرد چیلرهای جذب سطحی، در این مقاله به مدلسازی بستر ماده جاذب با مبدل حرارتی صفحهای پرداخته شده که بین فینها با ذرات سیلیکاژل SWS-1L پر شده است. برای مدلسازی بستر ماده جاذب معادلات پیوستگی، مومنتوم و انتقال حرارت سه بعدی در دستگاه مختصات عمومی حل شده است. برای حل همزمان معادلات وابسته به زمان در چهار حوزه سیال ناقل حرارت، لوله فلزی، فینها و بستر ماده جاذب از روش حجم کنترل استفاده شده است. با استفاده از نتایج بدست آمده دیده شد که مقدار ضریب عملکرد با تغییر در قطر ذرات جاذب تغییر ناچیزی دارد اما مقدار ظرفیت سرمایش مخصوص دارای یک مقدار بهینه در قطر ذرات جاذب 37/0 میلیمتر است.
https://mej.aut.ac.ir/article_345_15117bc6345138ac1ae8b890dacf42f3.pdf
2014-10-23
89
101
10.22060/mej.2014.345
چیلر جذب سطحی
بهینهسازی
مدلسازی عددی
سیلیکاژل
مهدی
مهدوی خواه
mmahdavikhah@yahoo.com
1
کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی - مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد
AUTHOR
حمید
نیازمند
hniazmand@yahoo.com
2
استاد، دانشکده مهندسی مکانیک ، دانشگاه فردوسی مشهد
LEAD_AUTHOR
[1] Aristov Y, “New family of solid sorbents for adsorptive cooling: Material scientist approach”, Journal of Engineering Thermophysics, No. 16, pp. 63- 72, 2007.
1
[2] Yong L., Sumathy K, “Comparison between heat transfer and heat mass transfer models for transportation process in an adsorbent bed”, International Journal of Heat and Mass Transfer, No. 47, pp. 1587- 1598, 2004.
2
[3] Riffel D., Wittstadt U., Schmidt F., Belo F.,Leite A., Ziegler F, “Transient modeling of an adsorber using finned-tube heat exchanger”, International Journal of Heat and Mass Transfer, No. 53, pp. 1473-1482,2010.
3
[4] Chua H., Ng K., Wang W., Yap C., Wang X,“Transient modeling of a two-bed silica gelwater
4
adsorption chiller”, International Journal of Heat and Mass Transfer, No. 47, pp. 659- 669, 2004.
5
[5] Miyazaki T., Akisawa A., Saha B., El-Sharkawy I., Chakraborty A, “A new cycle time allocation for enhancing the performance of two-bed adsorption chillers”, International Journal of Refrigeration, No.
6
32, pp. 846- 853, 2009.
7
[6] Kubota M., Ueda T., Fujisawa R., Kobayashi J., Watanabe F., Kobayashi N., Hasatani M, “Cooling output performance of a prototype adsorption heat pump with fin-type silica gel tube module”, Applied Thermal Engineering, No. 28, pp. 87- 93, 2008.
8
[7] Miyazaki T., Akisawa A, “The influence of heat exchanger parameters on the optimum
9
cycle time of adsorption chillers”, Applied Thermal Engineering, No. 29, pp. 2708-2717, 2009.
10
[8] Khan M., Alam K., Saha B., Hamamoto Y.,Akisawa A., Kashiwagi T, “Parametric study
11
of a two-stage adsorption chiller using reheat-The effect of overall thermal conductance and adsorbent mass on system performance”, International Journal of Thermal Sciences, No. 45, pp. 511- 519,2006.
12
[9] Di J., Wu J., Xia Z., Wang R, “Theoretical and experimental study on characteristics of a novel silica gel-water chiller under the conditions of variable heat source temperature”, International Journal of
13
Refrigeration, No. 30, pp. 515- 526, 2007.
14
[10] Freni A., Bonaccorsi L., Proverbio E.,Maggio G., Restuccia G, “Zeolite synthesised on copper foam for adsorption chillers: A mathematical model”,Microporous and Mesoporous Materials, No.120, pp. 402- 409, 2009.
15
[11] Wu W., Zhang H., Sun D, “Mathematical simulation and experimental study of a modified zeolite 13X-water adsorption refrigeration module”, Applied Thermal Engineering, No. 29, pp. 645- 651, 2009.
16
[12] Zhang L, “A three-dimensional nonequilibrium model for an intermittent adsorption cooling system”, Solar energy, No. 69, pp. 27- 35, 2000.
17
[13] Chang W., Wang C., Shieh C, “Design and performance of a solar-powered heating and cooling system using silica gel/water adsorption chiller”, Applied Thermal Engineering, No. 29, pp. 2100- 2105, 2009.
18
[14] Yang G., Xia Z., Wang R., Keletigui D.,Wang D., Dong Z., Yang X, “Research on a compact adsorption room air conditioner”,Energy Conversion and Management, No.47, pp. 2167- 2177, 2006.
19
[15] Poyelle F., Guilleminot J., Meunier F,“Experimental tests and predictive model of an adsorptive air conditioning unit”, Ind Eng Chem Res, No. 38, pp. 298- 309, 1999.
20
[16] Saha B., Chakraborty A., Koyama S.,Aristov Y., “A new generation cooling device employing CaCl2-in-silica gel-water system”, International Journal of Heat and Mass Transfer, No. 52, pp. 516- 524, 2009.
21
[17] Demir H., Mobedi M., Ülkü S, “Effects of porosity on heat and mass transfer in a granular adsorbent bed”, International Communications in Heat and Mass Transfer, No. 36, pp. 372- 377, 2009.
22
[18] Do D; Adsorption analysis: equilibria and kinetics, Volume 2, Imperial College Press London, 1998.
23
[19] Sodre J.R., Parise J.A.R., “Fluid flow pressure drop through an annular bed of spheres with wall effects”, Experimental Thermal and Fluid Science, No. 17, pp. 265-
24
[20] 275, 1998.
25
Klerk A., “Voidage Variation in Packed Beds at Small Column to Particle Diameter Ratio”, AIChE Journal, No. 49, pp. 2022-2029, 2003.
26
[21] Restuccia G., Freni A., Vasta S., Aristov Y, “Selective water sorbent for solid sorption chiller, experimental results and modelling”, International Journal of Refrigeration, No. 27, pp. 284- 293, 2004.
27