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
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:
petrokadeh@yahoo.com
دانلود پایان نامه لاتین دکتری نانوتکنولوژی با عنوان نانوسیالات با خواص انتقال حرارت بهبود یافته
