به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

فهرست مطالب ashkan ghafouri

  • آرش غفوری، اشکان غفوری*، عباس کوثری نیا، علیرضا دنه دزفولی
    در این پژوهش، تاثیر زاویه انحراف محدود جریان دوفازی در یک لوله عمودی بر تشکیل ضخامت فیلم مایع با استفاده از تکنیک ثبت و پردازش تصاویر مورد بررسی قرار گرفته است. برای ایجاد الگوی جریان حلقوی، از جریان ناهمسوی آب و هوا در سه لوله شفاف با قطرهای بین 25 تا 75 میلیمتر استفاده گردید. پس از تجزیه و تحلیل نتایج الگوی جریان حلقوی برای محدوده های مختلف سرعت ظاهری و عدد رینولدز جریان گاز و مایع، به همراه اقطار مختلف لوله، ضخامت بیشینه و کمینه فیلم مایع و نسبت آنها ارزیابی و ارایه شد. همچنین، مقادیر ضخامت معادل فیلم مایع در لوله های زاویه دار به صورت بی بعد نسبت به ضخامت یکنواخت فیلم مایع در حالت عمودی کامل ارایه شد. نتایج پژوهش حاضر نشان می دهد که با تغییر زاویه انحراف از 90 به 85 درجه، نسبت ضخامت فیلم بیشینه به ضخامت فیلم کمینه افزایش می یابد و همچنین ضخامت معادل فیلم مایع با کاهش روبرو بوده که این نتایج با تحقیقات قبلی نیز تطابق قابل قبولی دارد. همچنین آنالیز عدم قطعیت نشان می دهد که عدم قطعیت در ارزیابی تجربی ضخامت فیلم مایع حداکثر 4.9 درصد می باشد که در محدوده قابل قبول قرار دارد.
    کلید واژگان: فیلم مایع, ضخامت کمینه, ضخامت بیشینه, ضخامت معادل, جریان دوفازی}
    Arash Ghafouri, Ashkan Ghafouri *, Abbas Kosarineia, Alireza Daneh-Dezfuli
    In this study, the effect of limited inclination angle on two-phase flow in a vertical pipe was investigated, focusing on the formation of liquid film thickness using image recording and processing techniques. To generate annular flow patterns, non-homogeneous air-water flow was utilized in three transparent pipes with diameters ranging from 25 to 75 millimeters. After analyzing the flow pattern results for various superficial gas and liquid velocities, Reynolds numbers, and different pipe diameters, both the maximum and minimum liquid film thicknesses were calculated and presented, along with their ratios. Additionally, the dimensionless equivalent liquid film thicknesses for inclined pipes were provided concerning the uniform film thickness in the fully vertical condition. The results indicated an increase in the ratio of maximum to minimum film thickness with a change in inclination angle from 90 to 85 degrees. Furthermore, the dimensionless equivalent liquid film thickness decreased with inclination angle, consistent with prior research findings. The uncertainty analysis revealed a maximum uncertainty of 4.9 percent in the experimental assessment of the liquid film thickness, which falls within an acceptable range.
    Keywords: Liquid film, Minimum film thickness, Maximum film thickness, equivalent thickness, Two-phase flow}
  • علی سعدی، اشکان غفوری*

    در این پژوهش اثر افزودن نانوسیال اکسیدروی به اتیلن گلیکول در ضریب انتقال حرارت جابجایی اجباری و آشفته در یک مبدل دو لوله‏ ای مورد آزمایش قرار گرفته است. بیشتر سیال‏ ها ضریب هدایت حرارتی پایینی نسبت به جامدات دارند لذا افزودن ذرات جامد با ضریب هدایت حرارتی بالا می‏ تواند باعث افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی آنها شود. نانوذرات به‏ دلیل داشتن نسبت سطح به حجم بالا، دارای خصوصیات متفاوتی نسبت به حالت معمولی خود هستند و ضریب هدایت حرارتی متفاوتی دارند. در این پژوهش نانوذره ی  اکسیدروی با قطر 30-10 نانومتر تهیه و با استفاده از  تغییر اسیدیته، همزن دور بالا و آلتراسونیک در اتیلن گلیکول به‏ صورت پایدار در آمده است. نانوسیال با غلظت‏ های مختلف 0/5، 0/7 و 1 درصد کسر حجمی  برای بررسی تاثیر غلظت نانوذرات بر ضریب انتقال حرارت جابجایی آماده گردید. برای انجام آزمایش‏ها یک مبدل دولوله ای ساخته شد و نانوسیال در لوله‏ ی داخلی مورد آزمایش قرار گرفت. آزمایش ‏ها در محدوده‏ ی عدد رینولدز 6000 تا 15000 انجام گرفت. نتایج آزمایشگاهی نشان داد انتقال حرارت جابه جایی هر سه نانو سیال بیشتر از سیال پایه بوده  که با افزایش غلظت نانوسیال اکسیدروی در اتیلن گلیکول و افزایش عدد رینولدز، عدد ناسلت افزایش پیدا می کند. ماکزیمم بازده ی عملکرد مربوط به غلظت حجمی یک درصد در حدود  1/32 و همچنین جهت غلظت  0/5 درصد بین  1/03 تا 1/20 می باشد. در نتیجه ماکزیمم ناسلت در غلظت حجمی 0/7 درصد در رینولدز 6300 در حدود  19/8 درصد می باشد و همچنین ماکزیمم افزایش انتقال حرارت در غلظت حجمی یک درصد در حدود 33/2 درصد در رینولدز 7200 است.

    کلید واژگان: نانوذرات اکسیدروی, عملکرد حرارتی, عدد ناسلت, هدایت حرارتی, جریان مغشوش, انتقال حرارت جابه جایی}
    Ali Saadi, Ashkan Ghafouri *

    An experimental study was carried out in order to find out the effects of ZnO Nano fluid with a mean diameter of 30nm on heat transfer, pressure drop and termal performance of a double tube heat exchanger, where the volume fraction of nanoparticles in the base fluid is less than 1% (low concentration). Ethylene glycol and Nano fluid with particle volume fraction of 0.5%, 0.7% and 1% are used as working fluid. The experiments are carried out in the fully developed turbulent regime. The results indicate that addition of low value of nanoparticles to the base fluid motivates the heat transfer to increase remarkably. The Nano fluid also show that the pressure drop of Nano fluid is slightly higher than that of the base fluid and does not increase with increasing the nanoparticles volume fraction. In this paper, experimental results have been compared with the existing correlations for Nano fluid convective heat transfer coefficient in turbulent regime. Also Nusselt number and friction factor were considered in definition of thermal performance factor for all cases are greater than unity which indicate that this Nano fluid enhances the heat transfer without huge penalty in pumping power. Thermal performance factor maximum is obtained 1.32% by 1% volume fraction and between 1.03%~1.20% by 0.5% volume fraction. Also, for Reynolds about 6300, nusselt number have increased by 0.7% volume fraction, about 19.8 percent. Hence, applying the methods studied here could be considered as a good choice in particle application.

    Keywords: Zno nanoparticles, thermal performance, Nusselt number, thermal conductivity, turbulent flow, convective heat transfer}
  • میثم پویانیان، اشکان غفوری*
    در این پژوهش، اثر قطر و کسر حجمی نانوسیال بر ویژگی های جریان و انتقال حرارت با استفاده از نوار های زاویه دار در یک مبدل حرارتی با مقطع دایره ای، به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی با استفاده از روش حجم محدود حل شده است. دیواره لوله با شرایط مرزی شار حرارتی یکنواخت حرارت داده می شود. در این مطالعه، از چیدمان رو به جلو جهت قراردادن نوار زاویه دار به صورت 4 پره و عدد رینولدز 10000 استفاده شده است. اثرات زوایه شیب 10 درجه و گام نوار زاویه دار 50 میلی متر برای نانو ذره اکسید آلومینیوم با کسر های حجمی مختلف از 1 تا 4 درصد و قطر های مختلف نانوذره از 20 تا 50 نانومتر که در یک سیال پایه (آب) مخلوط شده اند، استفاده شده است. مقابسه نتایج تحلیل عددی با روابط موجود، همگرایی خوبی را نشان می دهد. نتایج حل عددی نشان می دهد، عدد ناسلت و معیار ارزیابی عملکرد با کاهش اندازه نانوذرات از 30 تا 20 نانومتر به ترتیب در حدود 8 % و 16 % افزایش می یابند. ضمن اینکه با کاهش قطر های نانوذرات بر ضریب اصطکاک تاثیر چندانی نمی گذارد. میزان افزایش عدد ناسلت و معیار ارزیابی عملکرد با افزایش کسر حجمی نانوذرات به ترتیب در حدود 18% و 15 % بوده است. افزایش کسر حجمی نانوذرات تغییر ناچیزی بر ضریب اصطکاک داشته است. آب کمترین عدد ناسلت را دارد. همچنین نانوسیال نسبت به سیال پایه ، دمای دیواره لوله را بیشتر کاهش داده است که این خود بیانگر مزیت استفاده از نانوسیالات در بهبود افزایش عملکرد حرارتی سیستم است.
    کلید واژگان: نوار زاویه دار, نانوسیال, عدد ناسلت, ضریب اصطکاک, ضریب هدایت حرارتی}
    Meysam Pouyanian, Ashkan Ghafouri *
    In this study, the effect of using louvered strip inserts in heat exchangers on flow and transfer characteristics is numerically investigated. The continuity, momentum, and energy equations have been solved using a finite volume method. The wall of the tube is heated with a uniform heat flux boundary condition. This paper uses a louvered strip insert arrangement (forward) with a Reynolds number of 10,000. The effects of louvered strip slant angle of  and pitch of 50 mm were used for Al2O3 nanoparticles with different volume fractions in the range of 1% to 4% and different nanoparticle diameters in the range of 20 nm to 50 nm, mixed in a base fluid (water) is used. The comparison of numerical analysis results with existing equations has shown a good convergence. The numerical results reveal that the Nusselt number has increased with decreasing the nanoparticle diameter. The results indicate a slight change in the skin friction coefficient when nanoparticle diameters of Al2O3 nanofluid are varied. The Nusselt number increases with increasing nanoparticle volume fraction of Al2O3 /water nanofluid, while it is found that pure water has the lowest Nusselt number value. Also, the nanofluid has reduced the wall's temperature more than the base fluids (water), which indicates the advantage of using nanofluids in improving the system's thermal performance.
    Keywords: Louvered strip insert, Nanofluid, Nusselt number, Skin friction coefficient, Thermal conductivity coefficient}
  • میثم پویانیان، اشکان غفوری*

    تاثیر استفاده از پره های زاویه دار در یک مبدل حرارتی دایره ای شکل با استفاده از انواع مختلف نانوسیال، به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی با استفاده از روش حجم محدود حل شده است. دیواره لوله با شرایط مرزی شار حرارتی یکنواخت حرارت داده می شود. در این مطالعه از دو چیدمان مختلف جهت قراردادن پره زاویه دار (رو به جلو و رو به عقب) و عدد رینولدز در محدوده 10000 تا 30000 استفاده شده است. اثرات مختلف زوایای شیب و گام های آشفته ساز آجدار برای سه نوع نانوذره مختلف Al2O3 ،CuO  و  ZnO با کسرهای حجمی مختلف در بازه 1 تا 4 درصد و قطرهای مختلف نانوذره در محدوده 20 تا 50 نانومتر که در یک سیال پایه (آب) مخلوط شده اند، استفاده شده است. نتایج حل عددی نشان می دهد که چیدمان آشفته ساز آجدار رو به جلو با تعداد 4 پره و تحت زاویه شیب 90 درجه می تواند انتقال حرارت را تقریبا با 77 درصد در پایین ترین زاویه شیب (10 درجه) و  بیشترین گام (50 میلیمتر) بهبود بخشد. حداکثر ضریب اصطکاک، حدودا 7/5 برابر لوله صاف است و مقدار معیار ارزیابی عملکرد در بازه 34/1 تا 57/1 قرار دارد. همچنین مشخص گردیده است که نانوسیال Al2O3 بیشترین مقدار عدد ناسلت را دارا می باشد و پس از آن ZnO و CuO قرار دارند در حالیکه آب خالص کمترین عدد ناسلت را دارد. همچنین عدد ناسلت با کاهش قطر نانوذره و افزایش کسر حجمی نانوذرات افزایش می یابد، در حالیکه در قطرهای مختلف نانو ذرات Al2O3، ضریب اصطکاک تاثیر چندانی نمی گذارد.

    کلید واژگان: آشفته ساز, نانوسیال, عدد ناسلت, ضریب اصطکاک, ضریب هدایت حرارتی}
    Maysam Kolahkaj, Ashkan Ghafouri*

    In this experimental study, the effect of using a heat exchanger with louvered strip inserts louvered strip inserts on flow and heat transfer utilizing various types of nanofluids is studied numerically. The continuity, momentum and energy equations are solved by means of a finite volume method (FVM). The top and the bottom walls of the pipe are heated with a uniform heat flux boundary condition. Two different louvered strip insert arrangements (forward and backward) are used in this study with a Reynolds number range of 10,000, 15,000, 20,000, 25,000, 30,000. The effects of various louvered strip slant angles and pitches are also investigated. Three different types of nanoparticles, Al2O3, CuO and ZnO with different volume fractions in the range of 1% to 4% and different nanoparticle diameters in the range of 20 nm to 50 nm, dispersed in a base fluid (water) are used. The numerical results indicate that the forward louvered strip arrangement can promote the heat transfer by approximately 77 % at the lowest slant angle of α=10° and largest pitch of S=50 mm. The maximal skin friction coefficient of the enhanced tube is around 5.7 times than that of the smooth tube and the value of performance evaluation criterion (PEC) lies in the range of 1.34–1.57. It is found that Al2O3 nanofluid has the highest Nusselt number value, followed by ZnO, and CuO while pure water has the lowest Nusselt number. The results show that the Nusselt number increases with decreasing the nanoparticle diameter and it increases slightly with increasing the volume fraction of nanoparticles. The results reveal that there is a slight change in the skin friction coefficient when nanoparticle diameters of Al2O3 nanofluid are varied.

    Keywords: Turbulator, Nanofluid, Nusselt number, Friction Factor, Thermal conductivity coefficient}
  • محمدرضا قلانی*، مسلم برزگری، اشکان غفوری
    از روش های آماری در تحلیل انواع داده ها استفاده می شود. در این مقاله با استفاده از روش آنالیز واریانس چند عاملی و رگرسیون چند متغیره، داده های مربوط به هدایت حرارتی نانوسیال ها مورد بررسی قرار گرفته و نتایج دو روش مقایسه شده است. برای آماده سازی نانوسیال اتیلن گلیکول- اکسید منیزیم از روش دو مرحله ای استفاده شد. به منظور آماده سازی نانوسیال به وسیله تعلیق کردن نانوذرات در سیال پایه، از دستگاه همزن آلتراسونیک استفاده گردید. بدین منظور از نانوذرات با قطرهای 50،20 و 100 نانومتر در کسرهای حجمی25/0، 5/0، 75/0، 1 و 25/1 درصد در دماهای 50،45،40،35،30،25 درجه سانتیگراد استفاده شده است. از روش سیم داغ گذرا برای اندازه گیری ضریب هدایت حرارتی درکسرهای حجمی مختلف استفاده شد. سپس مقادیر تجربی بدست آمده با استفاده از نرم افزار SPSS.26 مورد تحلیل قرار گرفت. ضریب تعیین و نمودارهای خطاهای بدست آمده در دو روش نشان داد که وقتی متغیرهای مستقل به صورت گروه بندی شده تعریف می شوند استفاده از آنالیز واریانس چند عاملی بهتر می تواند پراکندگی ضریب هدایت حرارتی را توصیف نماید.
    کلید واژگان: اتیلن گلیکول, ضریب هدایت حرارتی, نانوسیال, آنالیز واریانس چند عاملی, رگرسیون چند متغیره}
    Mohammad Reza Ghalani *, Moslem Barzegari, Ashkan Ghafouri
    Statistical methods are used in the analysis of all types of data. In this paper, using multivariate analysis of variance and multivariate regression, the data related to the thermal conductivity of nanofluids have been analyzed and the results of the two methods have been compared. A two-step method was used to prepare ethylene glycol-magnesium oxide nanofluid. In order to prepare the nanofluid by suspending the nanoparticles in the base fluid, an ultrasonic homogenizer was used. For this purpose, nanoparticles with diameters of 20, 50, and 100 nm in volume fractions of 0.25, 0.5, 0.75, 1, and 1.25% have been used at temperatures of 25, 30, 35, 40, 45, and 50 degrees Celsius. Transient hot wire method was used to measure thermal conductivity in different volume fractions. Then the obtained experimental values were analyzed using SPSS.26 software. The coefficient of determination and the graphs of the errors obtained in the two methods showed that when the independent variables are defined as grouped, the use of multivariate analysis of variance can better describe the dispersion of the thermal conductivity.
    Keywords: Ethylene glycol, Thermal conductivity, Nanofluid, Multivariate analysis of variance, Multivariate regression}
  • میلاد محمودزاده، اشکان غفوری*

    در حال حاضر با رشد و توسعه تکنولوژی های نوین انتقال حرارت، کاهش زمان انتقال حرارت، کوچک سازی اندازه ی تجهیزات حرارتی و در نهایت افزایش راندمان حرارتی مورد توجه مهندسین بوده است. در این پژوهش، بهمنظور بررسی خواص انتقال حرارت نانوسیال های آب-آلومینا و آب-تیتانیا در مبدلی با جداکننده ی  Vشکل و باله میانی شبیه سازی عددی انجام شده است. طراحی با نرم افزار سالیدورکس انجام شده و در انسیس شبکهبندی انجام شده است. ورودی سیستم از نوع سرعت ورودی و خروجی از نوع فشار ثابت انتخاب گردید. بعد از طراحی در نرم افزار، تاثیر سرعت ورودی نانوسیال بر روی ضریب انتقال حرارت جابهجایی و عدد ناسلت پارامترهایی هستند که مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه با در نظر گرفتن نسبت حجمی و قطر ذرات نانو، معادله ی پیوستگی و معادله ی ناویر استوکس تراکم ناپذیر برای یک سیستم مختصات منطبق بر جسم با استفاده از روش حجم کنترلی حل شده است. نتایج به کاهش ضریب اصطکاک با افزایش عدد رینولدز اشاره دارد. با مقایسه ی ضریب انتقال حرارت بین نانوسیال آب- آلومینا و نانوسیال آب- دی اکسید تیتانیوم مشاهده می شود که متوسط مقدار این ضریب برای نانوسیال آب-آلومینا 14درصد بیشتر است. از طرفی حساسیت ضریب انتقال حرارت نانوسیال آب-دی اکسید تیتانیوم نسبت به نانوسیال آب- آلومینا نسبت به تغییرات عدد رینولدز شدیدتر است. همچنین با افزایش قطر از 40 به 60 میلیمتر در محدوده عدد رینولدز از 3000 تا 8000 افزایش عدد ناسلت مشاهده شد. با بررسی شاخص ارزیابی عملکرد مشاهده می شود که با افزایش قطر به طور میانگین افزایش 19.3 درصدی در شاخص ارزیابی عملکرد دیده می شود.

    کلید واژگان: نانوسیال, باله ی میانی, عدد ناسلت, انتقال حرارت, جداکننده ی V شکل}
    Milad Mahmoodzadeh, Ashkan Ghafouri *

    Currently, with the growth and development of new heat transfer technologies, it has been used to reduce the time of heat transfer, reduce the size of heating equipment and finally increase the thermal efficiency. In this research, the validity of the organizations of alumina water and titania water converter with separator, shape and middle fin is done in this field. An international solidwork design has been done and a grid has been made in the Ansys network. The input for this purpose is from the input external union and to get out of the external pressure compliance. Out of compliance in software. In the following, taking into account the volume ratio and diameter of nano particles, a continuity equation and an incompressible Navier-Stokes equation for a coordinate system corresponding to the object have been solved using the control volume method. The results indicate the reduction of the friction coefficient with the increase of the Reynolds number. By comparing the heat transfer coefficient between water-alumina nanofluid and water-titanium dioxide nanofluid, it can be seen that the average value of this coefficient is 14% higher for water-alumina nanofluid. On the other hand, the transformation of the heat transfer coefficient of waterdioxatnium nanofluid compared to water-Al nanofluid is more intense than the changes of Reynolds number. Also, with the increase in diameter from 40 to 60 mm in the range of Reynolds number from 3000 to 8000, an increase in Nusselt number was observed. By examining the performance index, it is evaluated that with the increase in the average diameter, a 19.3% increase in the performance index is observed.

    Keywords: Nanofluid, intermediate fin, Nusselt number, heat transfer, V-shaped separator}
  • آرش غفوری، اشکان غفوری*، عباس کوثری نیا، علیرضا دنه دزفولی
    در پژوهش تجربی حاضر، شکل گیری الگوی جریان حلقوی در لوله عمودی با جریان دوفازی ناهمسو به کمک تکنیک ثبت و پردازش تصاویر مورد بررسی قرار گرفته است. پس از تفکیک رژیم جریان های دو فاز ایجاد شده، محدوده سرعت ظاهری هوا (پایین به بالا) و آب (بالا به پایین) به ترتیب 20.94-3.66 متر بر ثانیه و 0.31-0.06 متر بر ثانیه برای جریان حلقوی می باشد. ضریب اصطکاک بین سطحی (فاز مایع و گاز) بر حسب پارامترهای هیدرودینامیکی جریان مورد ارزیابی قرار گرفته است. مقایسه متوسط انحراف نتایج حاصله از پژوهش حاضر در مقایسه با پژوهش های پیشین نشان از تطابق مناسب نتایج دارد. همچنین تنش برشی بین سطحی برای دو لوله آزمایش در الگوی جریان دوفازی ناهمسو در رژیم جریان حلقوی محاسبه و ارزیابی شده است. در این پژوهش ضریب اصطکاک بین سطحی (فاز مایع و گاز) نیز در قالب یک رابطه همبستگی جدید وابسته به عدد رینولدز جریان گاز و عدد رینولدز جریان مایع با ضریب همبستگی 0.98R2= ارایه شده است.
    کلید واژگان: سرعت ظاهری فاز مایع, سرعت ظاهری فاز گاز, ضریب اصطکاک بین سطحی, جریان حلقوی, تنش برشی}
    Arash Ghafouri, Ashkan Ghafouri *, Abbas Kosarineia, Alireza Daneh-Dezfuli
    In the experimental study, the formation of the annular flow pattern in a vertical pipe with the counter-current two-phase flow has been investigated with the help of image recording and processing techniques. After separating the created two-phase flow regime, the range of superficial velocity of air (upward) and water (downward) is 3.66-20.94 m/s and 0.06-0.31m/s for annular flow, respectively. The interfacial friction factor (liquid and gas phase) has been evaluated according to the hydrodynamic parameters of the flow. Comparing the average deviation of the results obtained from the current research with the previous research shows that the results are in good agreement. Also, the interfacial shear stress has been calculated and evaluated for two test pipes in the center-current two-phase flow pattern in the annular flow regime. In this research, the interfacial friction factor (liquid and gas phase) is also presented as a new correlation depending on the Reynolds number of the gas flow and the Reynolds number of the liquid flow with a coefficient of determination of R2=0.98.
    Keywords: Superficial liquid velocity, Superficial gas velocity, Interfacial friction factor, Annular flow, Shear stress}
  • سعید برفر، اشکان غفوری*، فاطمه بهبهانی

    با توجه به کاربرد تجهیزات تبادل گرمایی مانند مبدلها در صنایع مختلف، بهبود انتقال حرارت در این تجهیزات اهمیت بسیاری دارد. روش های مختلفی برای بهبود انتقال حرارت به کار میرود.  در این مقاله اثر نانو سیال و موانع چهارگانه از نوع نوار پیچشی بر روی ضریب انتقال حرارت به صورت عددی با نرم افزار انسیس فلوینت بررسی شده است. نانو سیال استفاده شده، به عنوان یک سیال همگن در نظر گرفته شده است و اثر افزایش نانو ذره به صورت اثر بر روی خواص ترموفیزیکی نانو سیال اعمال شده است. ضریب انتقال حرارت برای آب خالص و نانوسیال و مانعها در حالتهای مختلف بدست آورده شد و مقدار بهبود انتقال حرارت بدست آمد. جریان درون لوله آشفته بود و عدد رینولدز در محدوده 5600 تا 12000 در نظر گرفته شد. شبیه سازی برای حالت لوله ساده با آب خالص، لوله ساده همراه با نانوسیال با کسر حجمی 5/0 درصد، لوله با مانع با عرضهای 3، 4 و 5 میلیمتر همراه با نانوسیال با کسر حجمی 5/0 درصد انجام شد. نتایج بدست آمده نشان داد که با وارد کردن نانوذره ضریب انتقال حرارت به میزان %87/52 افزایش یافت. همچنین یافته ها نشان میدهند که در پهنای 4 میلیمتری نوارهای پیچشی بیشترین مقدار عدد ناسلت بدست آمد. در این حالت افزایش عدد ناسلت نسبت به حالت بدون مانع در رینولدز 12000 به میزان% 58/64 افزایش یافت. مقدار ضریب اصطکاک برای مشخص کردن افت فشار بررسی شد. در پهنای 3میلیمتری مانع، بیشترین مقدار ضریب اصطکاک بدست آمد. در این حالت ضریب اصطکاک نسبت به حالت بدون مانع %26/14 افزایش یافت.

    کلید واژگان: بهبود انتقال حرارت, نانوسیال, مانع, نوار پیچشی}
    Saeed Barfar, Ashkan Ghafouri*, Fatemeh Behbahani

    Due to the application of heat exchange equipment such as converters in various industries, improving heat transfer in this equipment is very important. Various methods are used to improve heat transfer. In this paper, the effect of nanofluid and quadruple barrier type barrier on heat transfer coefficient has been investigated numerically with Ansis Fluent software. The nanofluidused is considered as a homogeneous fluid and the effect of increasing the nanoparticle is applied as an effect on the properties of the nanofluid. The heat transfer coefficient for pure and nanofluid water and barriers in different states was obtained and the amount of heat transfer improvement was obtained. The flow inside the pipe was turbulent and The Reynolds number was considered in the range of 5600 to 12000. Simulation for simple tube mode with pure water, simple tube with nanofluid with volume fraction of 0.5%, tube with barrier with 3, 4 and 5 mm offerings with nanofluid with volume fraction of 0.5% The results showed that with the introduction of nanoparticles, the heat transfer coefficient increased by 52.87%. It also showed that the highest value of Nusseltnumber was obtained in 4 mm width of torsional strips. In this case, the increase in Nusselt number compared to the unobstructed mode in Reynolds 12000 increased by 64.58%. The value of the coefficient of friction was evaluated to determine the pressure drop. At the 3 mm width of the barrier, the maximum coefficient of friction was obtained. In this case, the coefficient of friction increased by 14.26% compared to the unobstructed mode.

    Keywords: heat transfer enhancement, nanofluid, insert, twisted tape}
  • میلاد محمودزاده، اشکان غفوری*
    با رشد و توسعه تکنولوژی های انتقال حرارت، کاهش زمان انتقال حرارت، کوچک سازی اندازه ی تجهیزات حرارتی و در نهایت افزایش راندمان حرارتی مورد توجه بوده است. در این پژوهش، بهمنظور بررسی خواص انتقال حرارت نانوسیال های آب-آلومینا و آب-دی اکسید تیتانیوم در مبدلی با جداکننده ی Vشکل و باله میانی شبیه سازی عددی انجام شده است. طراحی بهوسیله نرم افزار سولیدورک انجام شده و در انسیس شبکهبندی انجام شده است. ورودی سیستم از نوع سرعت ورودی و خروجی از نوع فشار ثابت انتخاب گردید. بعد از طراحی در نرم افزار تاثیر سرعت ورودی نانوسیال بر روی ضریب انتقال حرارت جابهجایی و عدد ناسلت پارامتری است که مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه با در نظر گرفتن نسبت حجمی و قطر ذرات نانو، معادله ی پیوستگی و معادله ی ناویر استوکس تراکم ناپذیر برای یک سیستم مختصات منطبق بر جسم با استفاده از روش حجم کنترلی حل شده است. نتایج به کاهش ضریب اصطکاک با افزایش عدد رینولدز اشاره دارد. با مقایسه ی ضریب انتقال حرارت بین نانوسیال آلومینا و نانوسیال آب- دی اکسید تیتانیوم مشاهده می شود که متوسط مقدار این ضریب برای نانوسیال آب-آلومینا 14درصد بیشتر است. همچنین با افزایش قطر از 40 به 60 میلیمتر در محدوده عدد رینولدز از 3000 تا 8000 افزایش عدد ناسلت مشاهده شد. با بررسی شاخص ارزیابی عملکرد مشاهده می شود که با افزایش قطر بطور میانگین افزایش 19.3 درصدی در شاخص ارزیابی عملکرد دیده می شود. همچنین با وجود باله ی میانی میزان عدد ناسلت در رینولدزهای برابر بیشتر است.
    کلید واژگان: نانوسیال, باله ی میانی, عدد ناسلت, انتقال حرارت, جداکننده ی V شکل}
  • Navid Bozorgan, Ashkan Ghafouri *, Ehsanolah Assareh, Seyed Mohammad Safieddin Ardebili
    In the present study, the hydraulic-thermal design and optimization of a gasketed-plate heat exchanger (GPHE) with an objective function of heat exchanger performance index (the amount of transferred heat exchange to pumping power ratio) is carried out. This process is made by considering 6 design parameters (the port diameter, plate thickness, the enlargement factor, the compressed plate pack length, the horizontal port distance, and the vertical port distance) and through the Bees Algorithm (BA). The present study achieved three solution sets for the design parameters by investigating the sensitivity of the design parameters heeded in the optimization of the GPHE. The design parameters in these three optimal solution sets were opted for in such a way that heat transfer increased by 41.6%, 34.55%, and 20.7%, and pressure drop decreased by 11.89%, 27%, and 83%, respectively.
    Keywords: Bees Algorithm, Design, Optimization, Gasketed-Plate Heat Exchanger, Heat transfer enhancement, pressure drop}
  • بهادر فتحی پور، اشکان غفوری*، کاظم محمدزاده

    در مقاله حاضر، انتقال حرارت و جریان سیال غیرنیوتنی رقیق شونده در یک لوله دایره ای تحت شار حرارتی ثابت با نوار تابیده اصلاح شده به صورت عددی در رژیم آرام، پایا و سه بعدی موردبررسی قرارگرفته است. برای حل عددی معادلات حاکم، روش حجم محدود استفاده شده و در تحلیل وابستگی میان نرخ تنش و برش، مدل پاورلا اصلاح شده بکار رفته است. مدل فیزیکی مسئله یک لوله دایره ای دارای نوار تابیده استاندارد و کاهش عرض آن، همچنین یک لوله دایره ای با نوار تابیده توخالی و افزایش حفره مرکزی نوار است. کاهش عرض نوار در لوله با نوار تابیده ازنظر بازدهی حرارتی، نامناسب ارزیابی شد. برای بهبود بازدهی حرارتی بجای کاهش عرض نوار، از نوار تابیده توخالی با نسبت های مختلف استفاده گردید. همچنین نتایج تحلیل نشان می دهد که در نسبت حذف (بخش مرکزی نوار نسبت به عرض اولیه) برابر 3/0 می توان در سیالات ذکرشده، به ترتیب 95/17، 49/18 و 69/19 درصد افزایش عملکرد حرارتی نسبت به بهترین حالت عملکرد حرارتی نوار تابیده استاندارد (با نسبت کاهش عرض 9/0) به دلیل تولید آشفتگی و چرخش بیشتر در جریان به دست آورد؛ بنابراین حذف از بخش مرکزی نوار تابیده یک روش مناسب برای افزایش عملکرد حرارتی ارزیابی گردید.

    کلید واژگان: سیال شبه پلاستیک, نوار تابیده اصلاح شده, افزایش عملکرد حرارتی, مبدل حرارتی لوله ای, مدل پاورلا اصلاح شده}
    Bahador Fathipour, Ashkan Ghafouri *, Kazem Mohammadzadeh

    The present paper, heat transfer and flow of shear-thinning non-Newtonian fluids in a circular tube under constant heat flux with a modified twisted tape, have been numerically studied in a laminar, steady-state and three-dimensional regime. The finite volume method was used to numerically solve the governing equations, modified power-law model be used to describe the dependence between the stresses and shear rates. The physical model is a circular tube with a standard twisted tape with decreasing its width, also a hollow tape in circular tube with an increase in the central cavity of the tape. The heat transfer and the overall performance are unfavorable by cutting off the tape edge. Instead, a decrease in tape width ratio, hollow tape with different removal ratios was used to improve thermal efficiency. the numerical results show that the removal ratio (hollow width of the tape divided by the initial width) equal to 0.3 in the fluids with behavioral indexes 0.86, 0.55 and 0.41 can cause 17.95%, 18.49% and 19.69% increase in thermal performance compared to the best thermal performance mode, respectively. Therefore, the hollow twisted tape is a promising technique for laminar convective heat transfer enhancement.

    Keywords: Pseudo-Plastics Fluid, Modified Twisted Tape, Heat Transfer Enhancement, Pipe Heat Exchanger, Modified Power-Law}
  • محمد غلامحسین زاده، اشکان غفوری*
    گل حفاری یکی از مهمترین و اساسی ترین ملزومات عملیات حفاری چاه های نفتی و گازی است. بهینه سازی خواص سیال حفاری منجر به کاهش زمان و هزینه های حفاری می شود. گل حفاری پایه آبی یکی از انواع سیال حفاری است که بدلیل سازگاری با محیط زیست بصورت عمده در عملیات حفاری چاه ها کاربرد دارد. در این پژوهش به منظور بالا بردن بازدهی این نوع سیال حفاری از نانو ذرات گرافن و سیلیکون اکسید به نسبت وزنی برابر در گل حفاری پایه آبی استفاده شده است. این پژوهش به بررسی اثر غلظت های مختلف (25/0، 5/0، 75/0 و 1 درصد کسر حجمی) این نانوذرات بر خواص مختلف سیال حفاری از قبیل گرانروی پلاستیکی، نقطه واروی، استحکام ژله ای 10 دقیقه و 10 ثانیه، حجم صافاب گل و ضریب هدایت حرارتی پرداخته است. تمامی آزمایشات خواص ریولوژیکی بر پایه استاندارد (API RP 13B) انجام شده است. از روش سیم داغ گذرا برای تعیین ضریب هدایت حرارتی سیال استفاده شده است. نتایج نشان می دهد افزایش نانوذرات تاثیر بسزایی بر خواص ریولوژیکی و ترموفیزیکی گل حفاری پایه آبی داشته و سبب کاهش ویسکوزیته پلاستیک (15 درصد)، کاهش حجم صافاب (25 درصد) و استحکام ژله ای و همچنین افزایش ضریب هدایت حرارتی به میزان 16 درصد در کسر حجمی 1 درصد می گردد.
    کلید واژگان: گل حفاری پایه آبی, نانو ذرات, خواص رئولوژی, ضریب هدایت حرارتی}
    Mohammad Gholamhosein Zadeh, Ashkan Ghafouri *
    Drilling mud is one of the most important and basic requirements for drilling oil and gas wells. Optimization of drilling fluid properties leads to reduce drilling time and costs. Water-based drilling mud is one type of drilling fluid that is mainly used in drilling wells due to its environmental compatibility. In this research, in order to increase the efficiency of this type of drilling fluid, graphene and silicon oxide nanoparticles in equal weight ratio in water-based drilling mud have been used. This study investigates the effect of different concentrations (0.25, 0.5, 0.75 and 1% volume fraction) of these nanoparticles on different properties of drilling fluid such as plastic viscosity, yield point, gel strength of 10 minutes and 10 seconds, circulation loss of the samples and the coefficient of thermal conductivity are discussed. All rheological properties tests are performed according to the standard (API RP 13B). The transient hot wire method has been used to determine the thermal conductivity of the fluid. The results show that the increase of nanoparticles has a significant effect on the rheological and thermo-physical properties of water-based drilling mud and reduces plastic viscosity (15%), decreases circulation loss of the samples (25%) and gel strength and also increases the thermal conductivity by 16% in the volume fraction of 1%.
    Keywords: Water-based Drilling Fluid, nanoparticles, Rheological Properties, Thermal conductivity coefficient}
  • اشکان غفوری*، علی فلاوند جوزایی، امین نعمت زاده

    مطالعه حاضر به بررسی تجربی عملکرد هیدروترمودینامیکی مبدل حرارتی دو لوله ای با استفاده از نانوسیال آب- اکسید منیزیم و نوار تابیده دوگانه و با سه گام متفاوت (3.5، 5 و7cm) پرداخته است. آزمایشات در جریان مغشوش و در محدوده عدد رینولدز 4400 تا 16000 صورت گرفته و نانوسیال مورد استفاده در کسرهای حجمی 0.7% و 1% می باشد.همچنین تاثیر استفاده از نوارهای تابیده دوگانه در سه گام و نانوسیال اکسید منیزیم در اعداد رینولدز بالا بیشتر می باشد. هنگام استفاده نانوسیال و نوارتابیده با گام 3.5cm بیشترین مقدار معیار ارزیابی عملکرد نسبت به حالت پایه حاصل می گردد.

    کلید واژگان: نانو سیال, مبدل حرارتی دو لوله ای, نوارتابیده دوگانه, ضریب انتقال حرارت جابجایی}
    Ashkan Ghafouri *, Ali Falavand Jozaei, Amin Nematzadeh

    The present paper aimed to conduct an experimental study on the hydro-thermodynamic performance of the double-tube heat exchanger using the water-magnesium oxide nanofluid and double twisted tape with three different steps (3.5,5and7 cm).The experiments were performed in the turbulent flow for the Reynolds numbers from 4400 to 16000 and the nanofluid volume fractions of 0.7%and 1.0%.The results were obtained at different flow rates with or without the use of twisted tape and nanofluid designed and manufactured in the experimental setup to calculate the convection heat transfer coefficient.Also the effect of using double twisted tapes at three steps along with the magnesium oxide nanofluid was greater in the higher Reynolds numbers.In the Reynolds numbers 4400,the convection heat transfer coefficient increased about17%for the volume fraction of0.7%and about 29% for the volume fraction of 1%.Also in the Reynolds number of 16000,it increased about48%for the volume fraction of 0.7% and about53% for the volume fraction of 1%.The simultaneous use of magnesium oxide nanofluid and double twisted tapes with the step of 3.5 cm in the Reynolds number 6400 was more effective than deionized water compared to other results.The performance evaluation criteria were examined in all cases and in case of using nanofluid and twisted tape with the step size of 3.5 cm, the highest value of the performance evaluation criterion is obtained with80% increase compared to the base state.

    Keywords: nanofluid, Two-pipe heat exchanger, Double twisted-tape, Heat transfer coefficient}
  • Ali Falavand Jozaei *, Asad Alizadeh, Ashkan Ghafouri
    In the present study, the combination of lattice Boltzmann and immersed boundary methods is used to simulate the motion and deformation of a flexible body. Deformation of the body is studied in microchannel with stenosis and the effect of the flexibility changes on its deformation is investigated. The obtained results in the present manuscript show that by increasing the elasticity modulus, the deformation of the body and its speed decrease. In this case, the flow pressure around the body increase. When the body is initially located outside the microchannel center, tank-treading motion occurs due to the difference in velocity of the shear layers. In addition, with a decrease in the size of microchannel stenosis, the body is less deformed and goes faster and reaches to the end of the microchannel in less time. The faster or slower movement of the biological membranes than the normal state causes the proper exchange of materials between the membrane wall and the surrounding flow and that disturbs its most important duty i.e. the exchange of materials with tissues. The analysis in this study shows that the results of the simulation are in good agreement with the available results and demonstrates the efficiency of the combination of lattice Boltzmann and immersed boundary methods to simulate the dynamic behavior of biological membranes, red blood cells and deformable particles inside the flow.
    Keywords: Flexibility, Stenosis, Poiseuille Flow, Lattice Boltzmann method, Immersed Boundary Method}
  • Ali Falavand Jozaei, Ali Tayebi, Younes Shekari, Ashkan Ghafouri
    To increase the numerical accuracy in solving engineering problems, either conventional methods on a fine grid or methods with a high order of accuracy on a coarse grid can be used. In the present research, the second approach is utilized and the arbitrary high order Discontinues Galerkin Arbitrary DERivative (DG-ADER) method is applied to analyze the transient isothermal flow of natural gas through pipelines. The problem is investigated one dimensionally and the effect of friction force between the pipe wall and fluid flow is considered as a source term on the right-hand side of the momentum equation. Therefore, the governing equations have a hyperbolic nature. Two real problems with available field data are simulated using this method. The results show that using DG-ADER method, high accurate results can be obtained even on a coarse grid. Furthermore, the conventional small-amplitude oscillations of DG-ADER scheme do not appear in the transient natural gas flow problems, due to the smoothness of flow field properties.
    Keywords: transient natural gas flow, Numerical Simulation, high order DG-ADER scheme, isothermal flow}
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال