جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "viscosity" در نشریات گروه "مکانیک"
تکرار جستجوی کلیدواژه «viscosity» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
بررسی تجربی پتانسیل انتقال حرارتی نانوسیال اکسید آلومینیوم - آب با استفاده از معیارهای خواص ترموفیزیکی
مطالعه حاضر به بررسی قابلیت بهبود پایداری و عملکرد انتقال حرارتی سیال خنک کننده آب با استفاده از پراکندگی نانوذرات اکسید آلومینیوم در آب می پردازد. نانوسیال عاری از سورفکتانت با 4 کسر حجمی مختلف 05/0 %،5/0 %،1 % و2% به روش دو مرحله ای تهیه شد. پایداری نانوسیال با دو روش عکسبرداری مداوم و پراکندگی نور پویا (DLS) رصد شد. ضریب هدایت حرارتی، ویسکوزیته و دانسیته نانوسیال اکسید آلومینیوم-آب در 4 غلظت و در دماهای 35،25 و45 درجه سانتی گراد اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که ضریب هدایت حرارتی و ویسکوزیته نانوسیال اکسید آلومینیوم-آب با افزایش غلظت افزایش می یابد. ویسکوزیته نانوسیال در تمامی غلظت ها بیشتر از سیال پایه بود. این در حالیست که افزایش ویسکوزیته تقریبا مستقل از افزایش دما بوده است. بیشترین درصد افزایش ضریب هدایت حرارتی نانوسیال برابر 49 % است که در غلظت 2% و دمای 45 درجه سانتیگراد بدست آمد. روابط جدیدی با دقت بالا بر اساس داده های تجربی ضریب هدایت حرارتی و ویسکوزیته نانوسیالات ارائه گردید. قابلیت انتقال حرارتی و توان پمپاژ نانوسیال بر اساس چندین معیار و شاخص عملکرد مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج مطلوب افزایش قابلیت انتقال حرارتی باعث گردیده که بتوان از نانوسیال اکسید آلومینیوم – آب به عنوان یک کاندید بالقوه برای سیال خنک کننده در کاربردهای عملی نام برد.
کلید واژگان: نانوسیال, انتقال حرارت, ضریب هدایت حرارتی, ویسکوزیتهExperimental investigation of heat transfer potential of aluminum oxide-water nanofluid using thermophysical properties criteriaThe present study investigates the ability to improve the stability and heat transfer performance of water coolant fluid by dispersing aluminum oxide nanoparticles in water. Surfactant-free nanofluid with 4 different volume fractions of 0.05%, 0.5%, 1% and 2% were prepared by two-step method. The stability of the nanofluid was monitored by continuous imaging (visualization) and dynamic light scattering (DLS) techniques. Thermal conductivity, viscosity and density of aluminum oxide-water nanofluid were measured in 4 concentrations and at temperatures of 25, 35 and 45 °C. The results showed that the thermal conductivity and viscosity of aluminum oxide-water nanofluid increases with rising concentration. The viscosity of nanofluids in all concentrations were higher than the base fluid. This is while the increase in viscosity was almost independent of the increase in temperature. The highest percentage increase in the thermal conductivity of nanofluid is equal 49%, which was obtained at a concentration of 2% and a temperature of 45 °C. New correlations with high precision were presented based on the experimental data of thermal conductivity and viscosity of nanofluids. The heat transfer performance and pumping power of nanofluid were analyzed based on several performance criteria. The advantageous results of increasing the heat transfer capability made aluminum oxide-water nanofluid a potential candidate for cooling fluid in practical applications.
Keywords: Nanofluid, Heat Transfer, Thermal Conductivity, Viscosity -
سیستم خنک کننده یکی از مهم ترین مجموعه های تاثیرگذار بر کارکرد موتور می باشد. این سیستم انتقال حرارت و اقتصاد سوخت را افزایش می دهد که منجر به بهبود عملکرد موتور می شود. اغلب موتورهای احتراق داخلی سیال خنک کننده دارند که می تواند هوا یا خنک کننده مایع باشد که در مبدل حرارتی (رادیاتور) جریان داشته و به وسیله هوا خنک می شود. برای گردش سیال در این سیستم خواص رئولیژیکی و ترموفیزیکی نانوسیال برای محاسبات پمپاژ عملکرد اهمیت بسیار بالایی دارد. انتقال حرارت درون رادیاتور می تواند از راه افزایش سطح انتقال حرارت و افزایش ضریب انتقال حرارت افزایش یابد. ضریب انتقال حرارت می تواند با استفاده از روش های انتقال حرارت مناسب تر و یا از راه بهبود خواص ترموفیزیکی ماده انتقال حرارت مانند سیالات خنک ساز افزایش یابد. در این مطالعه، خواص ترموفیزیکی سیال پایه که محلولی از آب مقطر و اتیلن گلیکل با درصد حضور برابر است، پس از افزودن نانوذرات دی اکسید تیتانیم و دی اکسید سیلیسیم در دو دمای 30 و 60 درجه سانتیگراد بررسی گردیده است. لزجت، تنش برشی و ضریب انتقال حرارت هدایت نانوسیال تهیه شده در دو غلظت حجمی 1 و 2 درصد اندازه گیری و با مدل های تئوری متفاوت صحت سنجی شده اند. نتایج، نشان دهنده بهبود انتقال حرارت به میزان 8 و 17 درصد به ترتیب برای دماهای 30 و 60 درجه سانتیگراد است. رفتار رئولوژیکی نانوسیال تهیه شده در دو غلظت حجمی 1 و 2 درصد بررسی و با مدل های تئوری متفاوت صحت سنجی شده اند. همچنین، نتایج نشان دهنده کاهش مقدار تنش برشی با افزایش دما و افزایش آن با افزایش غلظت حجمی نانوذرات می باشد.
کلید واژگان: نانو سیال خنک کاری, ضریب انتقال حرارت جابجایی, لزجت, تنش برشی, سیال غیر نیوتونی, نانو دی اکسید تیتانیم, نانو دی اکسید سیلیسیمThe cooling system is one of the most important components that affects the performance of an engine. This system increases the heat transfer and fuel economy, leading to improved the engine performance. Most internal combustion engines have a coolant fluid that can be air or a liquid coolant that flows through a heat exchanger (radiator) and is cooled by air. The rheological and thermophysical properties of the nanofluid are of great importance for calculating the performance of pumping in this system. The heat transfer inside the radiator can be increased by increasing the heat transfer surface area and increasing the heat transfer coefficient. The heat transfer coefficient can be increased by appropriate heat transfer methods or by improving the thermophysical properties of the heat transfer medium such as coolant fluids. In this study, two samples of the thermophysical properties of the base fluid, which is a solution of distilled water and ethylene glycol with equal presence percentages, were investigated after adding titanium dioxide and silicon dioxide nanoparticles, at the temperatures of 30°C and 60°C. The viscosity, shear stress, and thermal conductivity coefficient of the prepared nanofluid were measured at two volume concentrations of 1% and 2% and then, validated using various theoretical models. The results indicated an improvement in heat transfer by 8% and 17% for the temperatures of 30°C and 60°C, respectively. The rheological behavior of the prepared nanofluid at two volume concentrations of 1% and 2% was also examined and validated using different theoretical models. Additionally, the results showed a decrease in the shear stress with increasing the temperature and an increase in the shear stress with increasing the volume concentration of nanoparticles.
Keywords: Cooling Nanofluid, Heat Transfer Coefficient, Viscosity, Shear Stress, Non-Newtonian Fluid, Titanium Dioxide Nanoparticles, Silicon Dioxide Nanoparticles -
بررسی خواص دو نانو روانکار هیبریدی SAE40/MWCNT (30%)-ZnO (70%) و SAE40/MWCNT(50%) -ZnO(50%) در شرایط مختلف به روش های آزمایشگاهی و مدل سازی و معرفی نانو روانکار بهتر در این مطالعه انجام می شود. آزمایش ها در محدوده دمایی °C50-25، کسر حجمی 1-0625/0 درصد و نرخ برشی s-1 9331-5/666 و با استفاده از ویسکومتر بروکفیلد +2000 CAP انجام می شود. برای پایداری نانوروانکارها نیز از همزن مغناطیسی و دستگاه لرزاننده مافوق صوت استفاده می گردد. نتایج نشان می دهد هر دو نانو روانکار دارای رفتار غیر نیوتونی و از نوع شبه پلاستیک می باشند. بیش ترین افزایش ویسکوزیته برای نانو روانکار MWCNT-ZnO (50%-50%) /SAE40 و به میزان %28 و بیشترین افت ویسکوزیته برای نانو روانکار MWCNT-ZnO (30%-70%) /SAE40 و به میزان 3 درصد اتفاق افتاد و بنابراین نانوروانکار MWCNT-ZnO (30%-70%)/SAE40 دارای عملکرد بهتری بوده است. نتایج رابطه ارایه شده با روش rsm از تطابق خوبی با داده های آزمایشگاهی برخوردار است و همچنین 9999/0R2 = بدست آمد. مقدار %3 >MOD > %3- بدست آمد و بیانگر خطای کم مدلسازی است.
کلید واژگان: نانو روغن هیبریدی, ویسکوزیته, MWCNT, رفتار رئولوژیکی, RSMThe investigation of the properties of two hybrid nano-lubricants MWCNT (30%)/ZnO(70%)-SAE40 and MWCNT(50%)/ZnO(50%)-SAE40 in different conditions by experimental and modeling methods and introducing a better nano-lubricant are done in this study. Experiments are performed in the temperature range of 25-50°C, volume fraction of 0.0625-1% and shear rate of 666.5-9331s-1 and the viscometer of Brookfield CAP 2000+ is used the results showed that both nano-lubricants have non-Newtonian and pseudo-plastic behavior. The highest increase of viscosity is occurred for nano lubricant of MWCNT-ZnO (50%-50%)/SAE40 by 28%, and the highest drop is occurred for nanolubricant MWCNT-ZnO (30%-70%)/SAE40 by 3% and therefore MWCNTZnO (30%-70%)/SAE40 nanolubricant has better performance. The results of the correlation provided by rsm method are in good agreement with the experimental data and R2 = 0. 9998 is obtained. The value of -0.95% <MOD < 1.10% is obtained and indicates a low modeling error. The sensitivity of nano-oil also increased with increasing the volume fraction.
Keywords: Hybrid Nano Oil, Viscosity, Nanofluid, MWCNT, Rheological Behavior, RSM -
Iranian Journal of Mechanical Engineering Transactions of ISME, Volume:24 Issue: 1, Mar 2023, PP 85 -98The utilization of ultrasonic waves is a method to reduce frictional drag. Available hypotheses state that ultrasonic vibrations reduce frictional drag by creating cavitation, forming a fluid vapor layer surrounding the surface, and reducing its contact surface. This paper examines the hypothesis by performing experimental tests to eliminate the cavitation effect via increasing the pressure and investigates other factors affecting the frictional drag reduction. Experimental tests showed that by applying ultrasonic vibrations, frictional drag is reduced by an average of about 9%. Besides, by eliminating the cavitation effect, the frictional drag reduction is nearly 6%. It reveals that about 3% of frictional drag reduction was related to cavitation. The shear stress relation shows that the effect of variation of shear surface and distance in the presence of ultrasonic vibrations are negligible, and therefore the only factor that affects the drag force reduction is viscosity. It can be hypothesized that ultrasonic vibrations reduce viscosity by mechanisms such as increasing both local temperature and the distance between molecules. The tests showed that the viscosity was reduced by 6% by using ultrasonic waves.Keywords: Ultrasonic, Frictional Drag, Cavitation, Viscosity
-
در این پژوهش، تاثیر نسبت نانوذرات در عملکرد ویسکوزیته روغن پایه مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها در دمای °C 55-5، کسر حجمی %1-05/0 و نرخ برش های s-1 10664-5/666 انجام شدند. هدف این مطالعه، دستیابی به مشخصات نانوروانکار بهینه است. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که نانوسیالات دارای رفتاری غیرنیوتنی و از نوع شبه پلاستیک هستند. بیش ترین افت ویسکوزیته برای MWCNT/Al2O3 (10%:90%)-10W40 و MWCNT/Al2O3 (40%:960%)-10W40 به ترتیب به میزان %13/8- و %85/10- بدست آمد. برآیند بررسی ها نشان می دهد که نانوروغن MWCNT/Al2O3 (10%:90%)-10W40 نسبت به نانوروغن رقیب عملکرد روانکاری بهتری را در شرایط استارت (روانایی بهتر روغن) و حرکت موتور (رفتار کنترل شده تر) داشته است. با استفاده از روش سطح پاسخ، برای پیش بینی داده های پاسخ هدف، مدل تجربی سه متغیره-سه درجه ای نرمالاییزه شده با مشخصات تابع انتقال توانی، 15/0- λ= و مقدار ثابت برابر با صفر ارایه گردید. حاشیه انحراف "72/2-" %<MOD<"66/2" % محاسبه گردید. آنالیز حساسیت ویسکوزیته نشان داده که با افزودن نانوذره در کسرحجمی های بالا، حساسیت به تغییرات در ویسکوزیته بیشتر شده است.کلید واژگان: نانوسیالات هیبریدی, ویسکوزیته, MWCNT, مقایسه خواص ترموفیزیکی, RSM, بررسی تجربیIn this study, the effect of the ratio of different nanoparticle compositions on the viscosity performance of the base oil is investigated. The aim of this study is to achieve the characteristics of optimal nanolubricants. The experiments are performed at temperatures of 5-55°C, volume fractions of 0.05-1% and shear rates of 665.5-10664s-1. Experimental results showed that nanofluids have a non-Newtonian and quasi-plastic behavior. The maximum viscosity reductions are obtained for MWCNT / Al2O3 (10%: 90%) - 10W40 and MWCNT / Al2O3 (40%: 960%) - 10W40 at -8.13% and -10.85%, respectively. The results show that MWCNT / Al2O3 (10%: 90%)/10W40 nanofluids have better lubrication performance at engine start (lower oil viscosity) and engine movement (more controlled behavior) than competing nanofliud. Using the response level method, to predict the target response data, a normalized three-variable-three-degree model with the characteristics of the power transfer function, λ = -0.15 and a constant value equal to zero is presented. Margin of deviation is in the range of -"2.72" %<MOD<"2/66" %. More viscosity sensitivity also occurred at higher volume fractions.Keywords: Hybrid nanofluids, Viscosity, MWCNT Comparison of thermophysical properties, RSM, Experimental Investigation
-
نانوسیالات که از توزیع ذرات با ابعاد نانو در سیال پایه حاصل می شوند، نسل جدیدی از سیالات با پتانسیل بسیار بالا در کاردبرد های صنعتی هستند. در این پژوهش، تاثیر دما و غلظت نانوذرات متشکل از نانوذرات آلومینا و نانوصفحات گرافن بر رفتار رئولوژیکی سیال پایه متشکل از آب و اتیلن گلیکول مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین به میزان 0/2 درصد حجمی اولئیک اسید و 0/2درصد وزنی سدیم دودسیل سولفونات به عنوان ماده فعال سطحی برای پراکندگی نانوذرات به سیال پایه اضافه شدند. کسرحجمی نانوذرات 0/05، 0/1، 0/5، 1، 1/5، 2 و 2/5 درصد حجمی و دماهای مورد آزمایش در بازه دمائی 293-263 کلوین انتخاب شد. بررسی مورفولوژی و ریزساختار نانوذرات توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ الکترونی عبوری انجام شد. تشخیص فازهای نانوذرات به وسیله آنالیز تفرق اشعه ایکس انجام شد. همچنین مساحت ویژه و تخلخل نانوذرات تعیین شد. ویسکوزیته دینامیک نانوسیالات هیبریدی اندازه گیری و با سیال پایه مقایسه شد. نتایج نشان داد که خصوصیات رئولوژیکی نانوسیال خصوصا در دماهای زیر صفر به دما و غلظت نانوذرات وابسته است. نمونه های نانوسیال هیبریدی با کسرهای حجمی جامد کمتر از0/5% رفتار نیوتنی داشتند، در حالی که نمونه های با کسرهای حجمی جامد بالاتر رفتار غیر نیوتنی رقیق گردانی برش را نشان می دهند.کلید واژگان: نانوسیال هیبریدی, اتیلن گلیکول, ویسکوزیته, نانو ذرات آلومینا, نانوصفحات گرافنNanofluids are a new generation of fluids with very high potential in industrial applications. In this study, the effect of temperature and concentration of nanoparticles consisting of Al2O3 nanoparticles and graphene nanoplates on the rheological behavior of the base fluid consisting of water and ethylene glycol was studied. Also, 0.2%vol. of oleic acid and 0.2%wt. of sodium dodecyl sulfonate were added to the base fluid as a surfactant to disperse the nanoparticles. The volume fraction of nanoparticles in this study was considered 0.05, 0.1, 0.5, 1, 1.5, 2, and 2.5% by volume, and also to investigate the effect of temperature, the tested temperatures were selected in the temperature range of 263-293K. The morphology and microstructure of the nanoparticles were investigated by scanning and transmission electron microscopy. Detection of phases in nanoparticles was performed by X-Ray Diffraction analysis. Also, the specific area and porosity of nanoparticles were determined. The dynamic viscosity of hybrid nanofluids was measured and compared with the base fluid. The results showed that the rheological properties of nanofluid were dependent on temperature and nanoparticle concentration, especially at sub-zero temperatures. Hybrid nanofluid samples with solid volume fraction less than 0.5% showed Newtonian behavior, while samples with higher solid volume fractions showed non-Newtonian shear thinning behavior.Keywords: Hybrid Nanofluid, Ethylene Glycol, Viscosity, Alumina Nanoparticles, Graphene Nanoplates
-
Aim of this study is to investigate the properties of mono-atomic gas flow through the porous medium by using Event-Driven Molecular Dynamics (EDMD) simulation in the transition regime. The molecules and the solid particles forming the porous structure were modelled as hard spheres hence molecule trajectories, collision partners, interaction times and post-collision velocities were calculated deterministically. The porous medium is formed of spherical particles suspended in the middle of the channel and these particles are distributed into the channel in a regular cubic array. Collisions of gas molecules with porous medium were provided by means of the specular reflection boundary condition. A negative pressure boundary condition was applied to the inlet and outlet of the porous media to ensure gas flow. Porosity, solid sphere diameter and Knudsen number (Kn) were initially input to the simulation for different Cases. Thus, the effects of these parameters on mass flow rate, dynamic viscosity, tortuosity and permeability were calculated by EDMD simulation. The results were compared with the literature and were found to be consistent.
Keywords: Event driven molecular dynamic simulation, Knudsen Number, Porosity, Tortuosity, Permeability, Viscosity, Mass flow rate, Transition regime, Darcy’s law, Klinkenberg’s theory -
ابتدا، هدف این مقاله به دست آوردن معادلات غیرخطی برای توصیف امواج فشار در یک جریان لزج حاوی حباب های گازی می باشد. بدین منظور، معادلات غیرخطی مرتبه چهارم و بعضی از موارد خاص آن ها برای توصیف تغییرات فشار امواج در ترکیب حباب های گاز در مایع در نظر گرفته شده است. سپس، با در نظر گرفتن تاثیر لزجت و وجود انتقال حرارت، یک رابطه دیفرانسیلی بین فشار ترکیب مایع و گاز نسبت به تغییرات شعاع حباب های گازی به دست آمده است. نشان داده شد که معادلات برگرز، کا دی وی و کا دی وی- برگرز حالت های خاصی برای توصیف فشار امواج در این مورد می باشند. همچنین، یک روش بسط معرفی شد که به کمک آن می توان جواب های دقیق معادلات دیفرانسیل غیرخطی را بدون نیاز به شرایط اولیه و مرزی به دست آورد. در این روش، با انتخاب ثابت های خاص در جواب های به دست آمده، جواب های بیشتری از معادلات امواج در جریان های لزج قابل محاسبه می باشد. این ویژگی ها برتری روش معرفی شده را نسبت به سایر روش ها نشان می دهد. علاوه بر این، جواب های دقیق این معادلات که کاربردهای فراوانی در علوم و مهندسی دارند، به کمک روش بسط به دست آمده اند.
کلید واژگان: معادلات غیرخطی, انتقال حرارت, ویسکوزیته, روش بسط, حباب های گازThe first purpose of this paper was to obtain non-linear equations for describing pressure waves in a liquid with gas bubbles. For this purpose, non-linear equations of fourth order and some of their special cases for describing pressure waves in a mixture of fluid and gas were considered. Then, considering the influence of heat transfer and viscosity in fluid, a differential relation between pressure and perturbation radius of gas bubbles is obtained. It is shown that the Burgers, the KdV and KdV- Burger’ equations are special cases for describing pressure waves. Also, we introduced a -expansion method, which can obtain exact solutions of non-linear differential equations without requiring the boundary and initial conditions. In this method, by choosing special constants in the obtained solutions, more solutions of these equations can be obtained. These features exhibit the superiority of the introduced approach. compared to the other methods. Furthermore, exact solutions of these equations are obtained using -expansion method, which has many applications in science and engineering.
Keywords: Non-linear Equations, Heat Transfer, Viscosity, Expansion Method, Gas Bubbles -
در سال های اخیر استفاده از نانوذرات در سیال های پایه به منظور افزایش خاصیت جذب انرژی و بهبود ویسکوزیته سیال مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. در این راستا، در این مقاله به بررسی تاثیر اضافه شدن نانو ذرات فلزیشاملCdO، NiO، Fe3O4 و ZnOبا درصدهایجرمی متفاوت، در نسبت دمپینگو ویسکوزیتهسیال پایه گلیسیرین پرداخته شده است.انتخاب این سیال پایه به دلیل کاربرد آن دربرخی روانسازها است، که می تواندسبب بهبود جذب انرژی همچنین بهبود ضریب اصطکاک در محل تماس دو سطح شود. نانو ذرات فلزی مورد استفاده، به روش رسوب دهی شیمیایی تولید شده اند و با استفاده از تحریک اولتراسونیک در گلیسیرین معلق شده اند. سپس با استفاده از آزمایشات ویسکومتریک و آنالیز تحریک محیطی مقادیر ویسکوزیته و دمپینگ نانو سیال ها تعیین شده است. به منظور کاهش احتمال رسوب نانو ذرات از جرم های gr2/0، gr4/0و gr6/0نانو ذرات استفاده شده است. نتایج نشان می دهند که در حالتgr2/0، در تمامی نانو ذرات، ویسکوزیته کاهش یافته و در gr6/0 نانو ذرات ZnO،CdO و Fe3O4 ویسکوزیته افزایش قابل ملاحظه ای دارد. از سوی دیگرعلیرغم انکه، تمامی نانوذرات سبب افزایش نسبت دمپینگ نسبت به سیال پایه شده اند، اما روند تغییرات آنها به ازای نوع و مقدار جرم نانو ذرات مختلف متفاوت است، بطوریکه روند تغییرات به ازای افزایش جرم در نانوذرات NiO و ZnO افزایشی و در نانوذرات CdO و Fe3O4 کاهشی است.کلید واژگان: نانو سیال, ویسکوزیته, نسبت دمپینگ, روش تجزیه حوزه فرکانسIn recent years,the addition of the nanoparticles in base oils has been considered in order to improve the energy absorption and viscosity of oils by researchers. In this regard, in this paper, the effects of the addition of metal oxide nanoparticles, including CdO, NiO, Fe3O4, and ZnO with different weight percentages, on the damping ratio and the viscosity of the glycerin as base fluid has been investigated. The choice of this base fluid is due to its application in some lubricants, which can enhance the energy absorption and also improve the friction coefficient in the contact area of the two surfaces. The metal oxide nanoparticles are synthesized by chemically deposited and they are suspended in glycerin by ultrasonic stimulation. After that, viscosity experiments and OMA method are carried on for measuring viscosity and damping ratio, respectively. To reduce the probability of precipitating nanoparticles, mass fraction of nanoparticles include 0.2, 0.4 and 0.6 grams were chosen. Although, the results show that, the viscosity decreasein different nanoparticles with 0.2 gr mass, it enhance with 0.6 gr mass of the ZnO, CdO and Fe3O4 nanoparticles. On the other hand, despite the fact that all of the nanoparticles have enhanced the damping ratio, the results indicate that trend of variations of the NiO and ZnO nanoparticles are positive and CdO and Fe3O4 nanoparticles are negative.Keywords: Nano fluid, Viscosity, Damping Ratio, Frequency domain decomposition method
-
روش المان محدود تعمیم یافته یکی از روش های نوین در حیطه شبیه سازی فرآیندهای دارای ناپیوستگی در خواص است که با اصلاح تابع تقریب و کاهش معنادار محاسبات نسبت به سایر روش های مرسوم، امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته است. با این حال، این روش در حیطه مکانیک سیالات بسیار نوپا است. لذا در این پژوهش با استفاده از روش المان محدود تعمیم یافته به عنوان یک ابزار، به بررسی رفتار یک قطره و عوامل تاثیرگذار بر آن در سامانه های نیوتنی-نیوتنی و غیرنیوتنی-نیوتنی اقدام گردید. نتایج به دست آمده در این پژوهش و انطباق بسیار خوب آن با نتایج سایر محققان، حاکی از قابلیت استفاده از این روش به عنوان روشی بهینه در حل عددی مسائل مربوط به سیالات است. در این پژوهش با استفاده از روش المان محدود تعمیم یافته، امکان مطالعه رفتار قطره برای حالاتی که تفاوت زیادی میان مشخصات فیزیکی و رئولوژیکی سازنده ها از قبیل نسبت ویسکوزیته و کشش بین سطحی وجود داشت، فراهم گردید. نتایج به دست آمده در این پژوهش نشان داد که رابطه معکوس میان اندازه نهایی قطره با نسبت ویسکوزیته سازنده ها ، با ثابت نگاه داشتن پارامترهای رئولوژیکی، وجود دارد. همچنین، مشاهده گردید با افزایش اندازه قطره و اثر دیواره ها، میزان تغییرفرم قطره در تمامی نسبتهای ویسکوزیته افزایش می یابد.کلید واژگان: المان محدود تعمیم یافته, تغییر فرم قطره, سامانهدو فازی, ویسکوزیته, کشش بین سطحیOne of the most important challenging subjects for scientists is the numerical simulation of the transport phenomena in heterogeneous media. The discontinuity in the properties causes computational errors leading to incorrect estimation of the exact values. Various methods were rendered to reduce the error. Most of these methods are based on the remeshing of the elements to align with discontinuities increasing the calculation cost significantly. One of the powerful methods introduced recently is extended finite element method (XFEM). XFEM is based on the modification of the interpolation functions to capture discontinuities throughout the domain. Using this method in fluid mechanic was merely addressed but recently the approach has been changed. So, in the present study, attempts were made to study the affecting factors on the deformation of Newtonian/Newtonian and non-Newtonian/Newtonian systems. The obtained results showed a good agreement with the experimental results by other scientists. Because of pressure field modification, studying droplet deformation becomes possible, even when rheological properties of component like viscosity ratio and interfacial tension are very different. The obtained results indicated that by fixing all rheological parameters, there will be an inverse relationship between the final droplet size and viscosity ratio of components.Keywords: extended finite element method, droplet deformation, two phase systems, viscosity, Interfacial tension
-
This study analyzes the unsteady Rivlin-Ericksen fluid and irreversibility of exponentially temperature dependent variable viscosity of hydromagnetic two-step exothermic chemical reactive flow along the channel axis with walls convective cooling. The non-Newtonian Hele-Shaw flow of Rivlin-Erickson fluid is driven by bimolecular chemical kinetic and unvarying pressure gradient. The reactive fluid is induced by periodic changes in magnetic field and time. The Newtons law of cooling is satisfied by the constant heat coolant convection exchange at the wall surfaces with the neighboring regime. The dimensionless non-Newtonian reactive fluid equations are numerically solved using a convergent and consistence semi-implicit finite difference technique which are confirmed stable. The response of the reactive fluid flow to variational increase in the values of some entrenched fluid parameters in the momentum and energy balance equations are obtained. A satisfying equations for the ratio of irreversibility, entropy generation and Bejan number are solved with the results presented graphically and discussed quantitatively. From the study, it was obtained that the thermal criticality conditions with the right combination of thermo-fluid parameters, the thermal runaway can be prevented. Also, the entropy generation can minimize at low dissipation rate and viscosity.Keywords: Non-Newtonian, Hydromagnetic, Convective cooling, Irreversibility, Viscosity
-
در تحقیق حاضر، به بررسی شرایط بهینه تولید بیواتانول سوختی از سه نوع قند پرداخته شده و سپس تاثیر شرایط عملیاتی تولید بر روی برخی خصوصیات مهم فیزیکی آن مانند گرانروی، چگالی و نقطه اشتعال آن بررسی شده است. در این مطالعه، 27 نوع اتانول گیاهی از مواد ملاس نیشکر، ملاس چغندر قند و شربت غلیظ نیشکر، در سه زمان 24، 48 و 72 ساعت و در سه دمای C◦ 35، C◦ 30 و C◦ 25 به روش تخمیر بی هوازی تولید شدند. سپس، پارامترهای گرانروی سینماتیکی، چگالی و نقطه اشتعال آن ها با سه تکرار تعیین شد. نتایج نشان داد که با افزایش دما و زمان، گرانروی، چگالی و نقطه اشتعال کاهش می یابند. نوع ماده قندی نیز اثر معنا داری داشت؛ بدین گونه که نزدیک ترین گرانروی به میزان استاندارد بیواتانول مربوط به ملاس نیشکر در دمای C◦ 25 و بعد از 72 ساعت به میزان cSt 5174/1 به دست آمد. شبیه ترین چگالی به مقدار استاندارد در دمای C◦ 35 و بعد از 72 ساعت برای شربت نیشکر با میزان g/cm3 9560/0 محاسبه شد. نقطه اشتعال C◦ 5/24 به عنوان نزدیک ترین نقطه اشتعال به میزان استاندارد بیواتانول گزارش شد که مربوط به شربت نیشکر در دمای C◦30 و زمان 72 ساعت بود. بیشترین میزان بیواتانول تولیدشده gr.L-1 74 و مربوط به ملاس نیشکر در دمای C◦ 35 و بعد 72 ساعت گزارش شد. روش ارائه شده برای تولید بیواتانول از مواد قندی توانست سوخت با خصوصیات کیفی منطبق با استاندارد سوخت های بیواتانول را فراهم آورد.
کلید واژگان: بیواتانول, تخمیر, گرانروی, چگالی, نقطه اشتعالIn the current paper, the optimum conditions for bioethanol production from sugars were surveyed. Then the operational condition effect on some physical characteristics of bioethanol fuel was investigated. 27 types of bioethanol samples from sugarcane molasses, sugar beet molasses and sugar cane juice were produced at anaerobic fermentation condition in three different temperature levels of 25 ˚C, 30˚c and 35 ˚C and in three different time levels of 24h, 48 h and 72 h. Then the values of density, kinematic viscosity and flash point were calculated in triplets. The results showed that with increasing the temperature and time processing, the viscosity, density and flashpoint would be decreased. The sugar type had a significant effect on these parameters. The closest value of viscosity to its standard amount was related to sugarcane molasses, producing at 25 ˚C and after 72 h fermentation, which was 1.5174 cSt. The nearest amount of density to its standard value was reported 0.9560 which was attributed to sugarcane juice producing at 35˚C and after 72 hours and for flashpoint it was 24.5 ˚C which belonged to sugarcane juice at 30 ˚C and 72 hours. The most bioethanol concentration was 74 gr.L-1 which was produced from sugarcane juice at 35 c◦ and after 72h.
Keywords: bioethanol, fermentation, viscosity, density, flashpoint -
The problem treated here is to determinethe viscosity effect on stresses, temperature change and chemical potential in a circular plate. The mathematical formulation is applied to two theories of thermoelastic diffusion developed by Sherief et al. [27] with one relaxation time and Kumar and Kansal [9]with two relaxation times. Laplace and Hankel transform techniques are used to obtain the expression for the displacement components, stresses, temperature change and chemical potential. The resulting quantities are computed numerically and depicted graphically by using numerical inversion technique for a particular model. Effect of viscosity is shown in the normal stress, tangential stress, temperature change and chemical potential. Some particular cases of interest are also deduced. Viscoelastic materials play an important role in many branches of engineering, technology and, in recent years, biomechanics. Viscoelastic materials, such as amorphous polymers, semicrystalline polymers, and biopolymers, can be modelled in order to determine their stress or strain interactions as well as their temporal dependencies.Keywords: Viscothermoelastic, Thick circular plate, Laplace, Hankel transforms, Viscosity
-
استفاده از یک روانکار مناسب برای سامانه هایی مثل موتورهای درون سوز که اجزای آنها به واسطه حرکت نسبی که دارند دایما در معرض اصطکاک و سایش هستند، امری حیاتی است. از آنجایی که بهبود خواص روغن موتور بر روی کارکرد بهتر موتور تاثیرگذار است، افزودن نانوذرات بدین منظور به عنوان راه حل پیشنهاد می شود. نانوذرات مورد بررسی در این مطالعه 3O2Al است که علیرغم خواص عالی آن اعم از رسانایی حرارتی قوی و مقاومت به سایش قوی سطح آن قطبی است. در این بررسی از اولییک اسید به عنوان عاملی جهت اصلاح سطحی آن و تغییر قطبیت بهره گرفته شد تا بتوان پایداری پراکندگی نانوسیال متشکل از آن را بهبود بخشید. به منظور بررسی اثر اندازه نانوذرات افزودنی و گرانروی سیال پایه بر روی پایداری پراکندگی نانوسیال، نانوذرات آلومینا در دو اندازه ذره 60-40 نانومتر و 20 خریداری و اصلاح سطحی شدند و در سیال پایه روغن موتور با گرانروی 20w50 و 10w40 با غلظت یکسان %wt1/0 پراکنده شدند. با گذشت زمان از نمونه ها عکس برداری شد و نتایج نشان دادند که نمونه نانوسیال با سیال پایه که گرانروی بیشتری دارد (20w50) و متوسط اندازه ذرات آن بزرگ تر است (60-40 نانومتر) بیشترین پایداری به مدت 36 روز را از خود نشان داد. بسیار ریز دانه شدن گرد افزودنی مورد بحث پس از عملیات سطحی که تمایل به کلوخه شدن و رسوب کردن آنها را افزایش می دهد و همین طور گرانروی کمتر سیال پایه که بیانگر اصطکاک درونی کمتر سیال پایه است و لذا مانع رسوب کردن نانوذرات نمی شود، دلایل پایداری پراکندگی کمتر سایر نمونه های نانوسیال است.
کلید واژگان: پایداری پراکندگی, گرانروی, اندازه ذرات, آلومینا, نانوسیالUsing an appropriate lubricant is a vital issue for systems like internal combustion engines that they are constantly exposed to friction and wear due to the relative movement of their own components. Since improving properties of engine oil affects the better performance of engine, the addition of nanoparticles is proposed as a solution. Nanoparticles used in this study are Al2O3 which are polar in spite of their excellent characteristics like high thermal conductivity and high wear resistance. In this study, oleic acid is employed as a surface modification agent to prolong the dispersion stability of nanofluid. To examine the effect of nanoparticles size and viscosity of base fluid on dispersion stability of nanofluid, alumina nanoparticles were purchased and surface modified in two particle size of 40-60 nm and 20 nm and they were dispersed in engine oil as base fluid with viscosity of 20w50 and 10w40, both at the same concentration of 0.1wt% as the time passed the samples were photographed and results revealed that nanofluid sample made of 20w50 base fluid and nanoparticles of 40-60 nm exhibited the longest stability of 36 days. The discussed additive powder becomes super fine after surface modification which increases their tendency to agglomerate and precipitate and also the lower viscosity of base fluid which indicates its lower inner friction that will not prevent the precipitation of nanoparticles, are the reasons of lower dispersion stability of other nanfluid samples.
Keywords: Dispersion Stability, Viscosity, Particle Size, Alumina, Nanofluid -
در مقاله حاضر، ابتدا ضریب رسانای گرمایی نانوسیال با چهار نوع ذره شامل مس، نقره، پلاتین و طلا با سیال پایه آب درون یک نانوکانال مسی با استفاده از روش دینامیک مولکولی غیرتعادلی با میدان نیرو Pcff محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد که نانوسیال نقره بیشترین افزایش ضریب رسانای گرمایی را دارد. بررسی برهمکنش و تمایل بین آب و نانو ذره با استفاده از آنالیز تابع توزیع شعاعی (RDF) و ضریب نفوذ نانوسیال درون نانوکانال انجام گردیده است. همچنین خواص ترموفیزیکی نانوسیال ها شامل CP,CV به روش دینامیک مولکولی تعادلی مورد بررسی قرار گرفت، بررسی ها نشان می دهد که با افزایش نانوذره به آب مقدار گرمایی ویژه در فشار و حجم ثابت کاهش می یابد. در بررسی نمودار توزیع چگالی اتم ها، نتایج نشان داد که بیشترین شدت چگالی مربوط به نانوذره نقره و بیشترین ضخامت لایه آب تشکیل شده در کنار نانوذره طلا می باشد. لزجت نانوسیال ها از دو روش دینامیک مولکولی تعادلی و غیرتعادلی نیز محاسبه و مشخص گردید با افزایش نانوذره در نانوسیال، لزجت آن افزایش می یابد.کلید واژگان: رسانای گرمایی, میدان نیرو pcff, تابع توزیع شعاعی, ضریب نفوذ, مقدار گرمایی ویژه, لزجتIn the present paper, using the non-equilibrium molecular dynamic (NEMD) method, thermal conductivity coefficient of water based nanofluids was calculated and the influence of the metal nanoparticles type with four particle types including copper, silver, platinum, and gold inside a cooper nanochannel was investigated. Also, Pcff force field was used for modeling of the bonded and unbonded interactions among the molecules of water, nanoparticles, and the walls. The results, show that the silver nanoparticle has the maximum effect on the increasing of the nanofluid thermal conductivity coefficient. The interaction and tendency between water and nanoparticles were investigated by using of the radial distribution function (RDF) analysis and the diffusion coefficient of the nanofluid inside the nanochannel was then evaluated. Moreover, the thermodynamic properties of nanofluids including Cv and Cp were studied by using equilibrium molecular dynamic (EMD) method. The studies indicate that by adding nanoparticles to water, the specific heat value is reduced in constant pressure and volume, of which the minimum and maximum specific heat reduction is related to copper and platinum nanoparticles. By investigating the diagram of atoms’ density distribution, it was found that the highest density is related to the silver nanoparticle and the maximum thickness of water layer is formed alongside with the gold nanoparticle. The viscosity of the nanofluids was also calculated by two methods of equilibrium and non-equilibrium dynamics and it was specified that the viscosities obtained for the nanofluids were increased by adding the nanoparticles to water fluid.Keywords: Thermal Conductivity Coefficient, Pcff Force Field, Radial Distribution Function, Diffusion Coefficient, SpecificHeat Value, Viscosity
-
چسب های مایع پلی کلروپرنی در صنایع بسته بندی کاربرد وسیعی دارند. از این گونه چسب های مایع جهت اتصال انواع کارتن و کارتن پلاست، جعبه های چوبی و مقوایی استفاده های گسترده ای می شود و ضمن اینکه قیمت تمام شده این چسب ها نیز نسبتا پایین است. از آنجایی که ویسکوزیته چسب مایع روی خواص چسبندگی و کاربری تاثیر گذار بوده و با تغییر دما، ویسکوزیته چسب تغییر می کند و در نتیجه خاصیت چسبندگی و اتصال نیز تغییر خواهد کرد، در این مطالعه با استفاده از ویسکومتر از نوع بروکفیلد در محدوده دمایی30 - 15 درجه سانتی گراد، ویسکوزیته این نوع چسب مایع به طور تجربی اندازه گیری شد و به منظور کاهش زمان انجام آزمون و جلوگیری از اتلاف هزینه آن، داده های آزمایشی ویسکوزیته با مدل تئوری وگل تطابق و برازش داده شده اند. در این صورت، جهت تعیین سریع ویسکوزیته می توان از طریق محاسبه ویسکوزیته با مدل تئوری وگل در دمای مورد نظر، به سهولت به مقدار ویسکوزیته دسترسی پیدا کرد. نتایج حاصل از این تحقیق، نشان دادند که درصد خطای ویسکوزیته آزمایشی و ویسکوزیته محاسبه شده چسب پلی کلروپرن پایه حلال در محدوده 63/2-03/0 % می باشد که این میزان درصد خطا بسیار قابل قبول است و می توان از این پس به جای انجام مراحل طولانی تنظیم دما جهت تعیین ویسکوزیته، با استفاده از مدل تئوری وگل، به سهولت و سریع به مقدار ویسکوزیته چسب در دمای مورد نظر دسترسی پیدا کرد.کلید واژگان: چسب مایع, پلی کلروپرن, ویسکوزیته, ویسکومتر بروکفیلد, مدل تئوری وگلPolychloroprene liquid adhesives are widely used in packaging industries. These types of liquid adhesives are widely used to connect carton and cartonplast boxes, wooden and metal boxes, while the price of this liquid adhesive is relatively low. The viscosity of the liquid adhesive is influenced by adhesion properties. As the temperature changes, the viscosity of the adhesive changes and as a result the adhesion and bonding properties will change. In this study, using Brookfield type viscometer at a temperature range of 15-30 °C, the viscosity of this type of liquid adhesive is measured experimentally, and in order to reduce the test time and avoid the cost of the test, the experimental data of viscosity isregressed to the Vogel theory model and also is fitted to determine the reasonable viscosity. In this case, viscosity can be readily achieved by calculating the viscosity with the Vogel theory model at the desired temperature fast. The results of this study showed that the percentage error of experimental viscosity and the calculated viscosity of polychloroprene liquid adhesive is in the range of 0.03-2.63%, which is very acceptable percentage of error compared to other theories. Therefore instead of performing the long stages of the experimental to determine the polychloroprene liquid adhesive viscosity, using the Vogel theory model to obtain and predict the best conditions for bonding the surfaces with this liquid glue easily.Keywords: Liquid Adhesive, Polychloroprene, Viscosity, Brookfield Viscometer, Vogel Theory Model
-
مازوت دارای لزجت بالایی است به طوری که در دمای محیط جاری نشده و برای جاری شدن بایستی گرم شود. یکی از راه های گرم کردن استفاده از ردیاب بخار است. در این روش لوله های بخار به قطر 4/3 یا یک اینچ به موزات لوله اصلی مازوت با باندهای مخصوص به لوله مازوت متصل می شود. به کمک تله های بخار نصب شده در فواصل مناسب، آب بخارکندانس شده جمع آوری و به مخزن کندانس باز می گردد تا بدین وسیله همواره بخار خشک در سیستم جاری باشد. در این مقاله شبیه سازی و تحلیل عددی انتقال گرما در یک سیستم ردیاب بخار نصب شده روی خطوط انتقال مازوت با نرم افزار Ansys-Fluent انجام شده است. لوله مازوت در حالتهای بدون عایق، عایقدار و عایقدار با سیستم ردیاب بخار مدلسازی و نتایج تحلیل عددی با هم مقایسه می گردد. اثر دماهای مختلف بخار عبوری از لوله ردیاب بر روی لزجت مازوت نیز بررسی می شود. با بررسی های انجام شده روی مدل های مورد مطالعه استنباط می شود درطول های کوتاه نیازی به اجرای ردیاب نیست. در ضمن استفاده از سیستم ردیاب به همراه عایق باعث ثابت ماندن دمای مازوت می شود این موضوع در مناطق سردسیر از اهمیت ویژه ای برخوردار است، افزایش دمای بخار اثر چندان موثری روی عملکرد سیستم ردیاب بخار ندارد و با افزایش دمای بخار بیش از حد مقدار موردنیاز باعث افزایش میزان اتلاف حرارتی می گردد و راندمان کل سیستم بخار کاهش می یابد.کلید واژگان: انتقال گرما, مازوت, ردیاب بخار, لزجت, دما, فشارHeavy fuel oil (Mazut) has high viscosity that doesn't flow at the ambient temperature and should be warmed up to flow. One of the fuel warming up solutions is the steam tracing system. In this method, a steam pipe with 3/4 or 1 inch diameter is installed in parallel with Mazut pipe connected with specific bounds. The condensate is collected using steam traps installed in a proper distances and returns to the condensate tank. In this paper, the heat transfer process is simulated numerically in the steam tracing system installed on the Masut pile lines using Ansys-Fluent commercial software. Mazut pipes are simulated in different conditions including the pipes without insulation, with insulation and with steam tracing & insulation, and then numerical results are compared to each other. In addition, the effects of different steam temperature on the Mazut viscosity are investigated. It is concluded that steam tracing system is not needed essentially for the short length pipes. Besides, using the steam tracing with the insulation will cause constant fuel oil temperature and this will be critical in cold ambient temperature. Moreover, increasing the steam temperature has little effect on the steam tracing system efficiency so that the higher steam temperature just leads to higher heat loss and reduces the overall efficiency of the system.Keywords: Heat transfer, Mazut, Steam tracing, Viscosity, temperature, pressure
-
Magnetorheological (MR) fluid finishing process is an application of MR technology in which controllability of the MR fluid is used advantageously to finish the workpiece surface. MR finishing fluid changes its stiffness in accordance with the applied magnetic field and hence it behaves like a flexible finishing tool. A relative motion between this tool and workpiece removes the material from the machining surface. The quality of the final finished surface depends on the constituents of the finishing fluid and the applied magnetic field strength as these parameters affect the rheological properties of the fluid. A study on the rheological properties of the fluid at high shear rates is carried out through Taguchi Design of Experiments to characterize its flow behaviour to be used in continuous flow finishing process. Constitutive modeling of the fluid sample is done using Bingham Plastic, Casson Fluid and Herschel Bulkley fluid models to characterize their rheological behavior. The Hershel–Bulkley model is found to be the best suited model for the finishing fluid. Analysis of Variance has revealed that volume percentage of iron particles is the most significant parameter with a contribution of 91.68% on the yield stress and viscosity on the finishing fluid. The highest yield stress of the fluid is observed between magnetic flux density ranges from 0.3 to 0.5 Tesla. An optimised combination is then synthesized to confirm the theoretical results. The effect of temperature is also studied on the optimised fluid which has shown that temperature shares an inverse relation with the yield stress of the finishing fluid.Keywords: Magnetorheological finishing fluid, Magnetic field strength, Viscosity, Yield stress, Constitutive models, Design of experiments
-
یکی از موضوعات بسیار مهم که در راندمان موتور تاثیر بسزایی دارد اصطکاک داخلی موتور است. یکی از عوامل مهمی در که در اصطکاک موتور نقش دارد نوع روغن و گرانروی آن است. در این مقاله سعی شده با اندازه گیری مقدار اصطکاک سامانه حلقه و سمبه موتور به روش موتورگردانی با دو نوع روغن 10W40 و 20W50 با گرانروی های مختلف و در دماهای 35، 60 و 90 درجه سانتی گراد چگونگی اثر گرانروی را در دماهای مختلف بر اصطکاک این سامانه اندازه گیری نماییم. همچنین در گام بعدی با استفاده از معادلات نیمه تجربی حاکم بر اصطکاک و مقایسه آن با نتایج حاصل از آزمون تجربی، صحه گذاری این معادلات صورت گرفت. در گام نهایی ضرایب معادلات حاکم بر اصطکاک مجموعه حلقه و سمبه برای دماهای دیگر که اندازه گیری در آن نقاط صورت گرفت صحه گذاری شد و میزان اصطکاک حلقه و سمبه به صورت جدا در دماهای مختلف به دست آمد. نتایج آزمون تجربی نشان از تاثیر تغییر گرانروی روغن در دماهای 35 و 60 درجه سانتی گراد دارد و در دمای 90 درجه سانتی گراد اثر آن ناچیز می شود. همچنین نتایج حاصل از معادلات نیمه تجربی نشان می داد که سهم اصطکاک حاصل از دامن سمبه بیشتر از اصطکاک حلقه ها بوده و همچنین اصطکاک دامن سمبه با افزایش دور افزایش می یابد و در حلقه ها با افزایش دور کاهش می یابد که دلیل آن تفاوت رژیم روان کاری است. همچنین ضرایب معادلات نیمه تجربی برای دماهای 35 و 60 درجه سانتی گراد بسط داده شد.کلید واژگان: اصطکاک, سمبه, حلقه, گرانرویOne of the most important issues affecting engine efficiency is the internal friction of the engine. One of the important factors in the friction of the engine is the type of oil and its viscosity. In this paper, we tried to measure the amount of friction of the ring and pistons by the motoring method with two kinds of 10W40 and 20W50 oils with different viscosities and at temperatures of 35, 60 and 90 °C. In the next step, the semi-empirical equations for friction were compared with the results of the experimental validation tests for 90 °C. In the final step, the coefficients of the semi-empirical correlations were confirmed for other temperatures. The experimental results showed the significant effect of the viscosity at 35°C and 60 °C on the friction while its effect was negligible at 90°C. Also, the results of semi-empirical equations revealed that the friction contribution of the piston skirt was greater than the friction of the rings, and also the friction of the piston skirt increases with increasing speed.Keywords: Friction, Piston, Ring, Viscosity
-
در این تحقیق از مدل شبیه سازی دینامیک مولکولی برای محاسبه ویسکوزیته نانو سیال حاوی نانو ذرات مس استفاده شده است. در ابتدا، نانو ذرات مس به صورت ناحیه کروی بین نانو سیال پایه آب با مدول سه گانه SPC قرار گرفته اند. سیستم تحت شرایط مرزی تعیین شده و کد نویسی در نرم افزار لمپس و کسر حجمی های 2/3 و 4/4 و 9/6 و 1/9 درصد تحت حرکت براونی اتم ها مورد اجرا قرار گرفته است . سه تابع پتانسیل معروف لنارد جونز، کولمب و روش جاسازی اتمی به کار گرفته شده اند. از بین روش های دینامیک تعادلی و دینامیک غیرتعادلی، روش دینامیک تعادلی و معادله گرین- کوبو برای محاسبه ویسکوزیته به کار گرفته شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که به طور کلی با اضافه شدن نانو ذرات مس به سیال آب و افزایش درصد کسر حجمی، مقدار ویسکوزیته نیز افزایش می یابد. نانو سیالات علاوه بر کسر حجمی ذرات تابع، عوامل دیگری، نظیر حرکت براونی و پدیده خوشه شدن دارند که هریک به نوبه خود باعث تغییراتی در مقدار ویسکوزیته می شود. نتایج شبیه سازی باکارهای دیگران و مدل پیش بینی خواص ترمودینامیکی مقایسه و مشخص شد که از دقت قابل توجهی برخوردارند.کلید واژگان: پتانسیل بین اتمی, دینامیک مولکولی, ویسکوزیته, معادله گرین, کوبو, نانو سیال, دینامیک تعادلی, پدیده خوشه شدنThis paper presents molecular dynamics modeling for calculating viscosity of nanofluids containing copper nanoparticles. In the first case, the copper nanoparticles were located as a spherical region in water-based fluid module SPC. System under specified boundary conditions, and writing code by LAMMPS software, and nanofluid ratios of 3.2,4.4,6.9 and 9.1 percented by Brownian motion of atoms, was carried out. three popular potential function, LennardJones, Coulomb, and embedded atom method were used. Between equilibrium molecule dynamic, and non- equilibrium molecule dynamic, (EMD) and Green-kubo formula were used to calculate viscosity. The results show that by increasing the amount of voloume fraction, viscosity increases. nanofluids in addition to other factors, such as volume fraction of particles in Brownian motion and clustering phenomenon, each in turn causes changes in viscosity. The simulation results were compared with other's works and found that the obtained results are remarkably accurate.Keywords: Pair Potential, Molecular Dynamics, Viscosity, Green-Kubo Equation, Nanofluids, Dynamic Balance, Clustering Phenomenon
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.