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

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « heat transfer » در نشریات گروه « مهندسی شیمی، نفت و پلیمر »

تکرار جستجوی کلیدواژه «heat transfer» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • مجید میرزایی*، طیبه محبی

    چگالش در اکثر فرآیندهای انتقال حرارت، از خنک کردن وسایل الکترونیکی تا دفع گرما در نیروگاه‏ها، رخ می‏دهد. ضریب انتقال حرارت کلی چگالش قطره ای (DWC) در مقایسه با چگالش لایه ای (FWC)، چندین برابر بیشتر است؛ بنابراین، به دست آوردن DWC پایدار برای عملکرد بهتر بسیار مهم است. پایداری DWC به آب گریزی سطح، انرژی آزاد سطح و کشش سطحی مایع چگالشی بستگی دارد. خواص مورد نیاز برای DWC ممکن است با اصلاح سطح در مقیاس میکرو به دست آید. در این بررسی، پوشش های میکرو/ نانومقیاس مانند فلزات نجیب، کاشت یون، اکسیدهای خاکی کمیاب، سطوح تزریق شده با روان کننده، پلیمرها، سطوح نانوساختار، نانولوله های کربنی، گرافن و پوشش های متخلخل بررسی و مورد بحث قرار گرفته اند. روش های پوشش سطحی، کاربردها و پتانسیل آن با توجه به توانایی انتقال حرارت، دوام و کارایی مقایسه شده اند. علاوه بر این، محدودیت ها و چالش های رایج برای کاربردهای افزایش چگالش برای ارائه دستورالعمل های تحقیقاتی آتی تجمیع شده اند.

    کلید واژگان: چگالش لایه‏ ای, چگالش قطره‏ای, پوشش‏های سطحی, انتقال حرارت, انرژی سطحی}
    Majid Mirzaee *, Tayyebeh Mohebbi

    Condensation occurs in most heat transfer processes, from cooling electronic devices to heat removal in power plants. The overall heat transfer coefficient of dropwise condensation (DWC) is several times higher than that of filmwise condensation (FWC). Therefore, obtaining a stable DWC is very important for better performance. DWC stability depends on surface hydrophobicity, surface free energy, and surface tension of the condensed liquid. The properties required for DWC may be achieved by micro-scale surface modification. In this review, micro/nanoscale coatings such as noble metals, ion implantation, rare earth oxides, lubricant-injected surfaces, polymers, nanostructured surfaces, carbon nanotubes, graphene, and porous coatings have been reviewed and discussed. Surface coating methods, applications, and potential have been compared with respect to heat transfer ability, durability, and efficiency. In addition, common limitations and challenges for densification enhancement applications are summarized to provide future research directions.

    Keywords: Filmwise Condensation, Dropwise Condensation, Surface Coatings, Heat Transfer, Surface Energy}
  • زهرا زارع زاده، عارف بشارت، میلاد عتیقی، شادی زهری، زهرا علیزاده، مهدی حسن زاده*

    آسایش حرارتی، یکی از مشخصه های مهم و موثر بر سلامتی و کارایی بدن انسان است که منسوجات در تامین این مشخصه نقش به سزایی دارند. در این راستا منسوجات مهندسی شده بسیاری با تنظیم سازوکار های مختلف حرارتی پیشنهاد شده است. در مطالعه حاضر، پیشرفت های اخیر در زمینه کنترل فعال و غیر فعال دما (منسوجات گرم کننده، سردکننده و دوحالته) با تاکید بر سازوکار موثر بر انتقال حرارت در منسوج مورد نظر،بیان شده است. درپایان، روش های به کار گرفته شده، مقایسه و به چالش ها و فرصت های موجود در این زمینه اشاره شده است.

    کلید واژگان: منسوجات هوشمند, انتقال حرارت, تابش حرارتی, هدایت حرارتی, مواد تغییر فازدهنده, مواد حافظه شکل}
    Z. Zarezade, A. Beshart, M. Atighi, Sh. Zohari, Z. Alizadeh, M. Hasanzadeh *

    Thermal comfort is one of the important and effective parameters on the health and efficiency of the human body, and textiles play a significant role in providing this parameter. In this regard, many engineered textiles have been proposed by adjusting different thermal mechanisms. In the present study, the recent developments in the field of active and passive temperature control (heating, cooling and two-mode textiles) have been expressed with emphasis on the effective mechanism of heat transfer in the desired textile. Finally, the used methods are compared and the challenges and opportunities in this field are pointed out.

    Keywords: smart textile, heat transfer, Radiation, Thermal conductivity, Phase change material, Shape memory material}
  • Samane Hamzekhani *, MohammadRasoul Kamalizade

    Bubble dynamics is the most important sub-phenomenon, which basically affects the nucleate pool boiling heat transfer coefficient which includes bubble departure frequency, bubble diameter and nucleation site density. In this research, bubble departure frequency values were experimentally measured for heat fluxes up to 120 kW.m-2. Experiments were carried out for pool boiling of pure liquids, including water, ethanol and methanol on a horizontal smoothed cylinder, at atmospheric pressure. A high-speed digital video camera was applied to capture the dynamics of the bubble nucleation process. For ethanol and methanol, rigid spherical bubbles with small contact area were observed. The spherical shapes seem to be because of small diameters. For all test fluids, experimental results show that the bubble frequency increase with increasing heat flux. Increase in the rate of bubble generation, reduction in the waiting time and growth time can be the causes of this phenomenon. Also, experimental results show, Heat transfer coefficient increases with increasing heat flux for all test fluids at the experimental condition.

    Keywords: heat transfer, Saturated Pool Boiling, Pure Liquid, Bubble Departure Frequency}
  • HamidReza Shahbazi, Ataallah Soltani Goharrizi, Bahador Abolpour *

    One of the favorite topics in the industrial and educational applications is external flows and the fluid and heat flows around a perpendicular cylinder, specially. This problem is greatly applicable in designing heat exchangers, fuel cooling, fuel elements and similar engineering equipment. In this study, the heat transfer in a laminar incompressible fluid flow around a cylinder that oscillate perpendicular to the flow direction, have been investigated. For this purpose, the OpenFOAM software has been used to solve the governing equations and obtaining the Nusselt number around this cylinder. Different Reynolds numbers, from 10 to 1000, and oscillation frequency ratios, from 0.8 to 1.2, have been investigated. The Nusselt number has been obtained in two effective Reynolds numbers and the changes in the Nusselt number and the pressure coefficient around the cylinder have been also calculated. The results show that increasing Reynolds number increases the heat transfer rate and the oscillation frequency ratio equal to 1 has the highest heat transfer rate.

    Keywords: heat transfer, Oscillating cylinder, Nusselt number, Vortex Shedding}
  • Amirhossein Oudi, Samaneh Faramarzi, Shiva Yarmohammadian, Yegane Davoodbeygi *
    One of the most crucial variables in the study of heat transport is thermal conductivity and methods for measuring this variable have long been sought after. In this paper, to achieve the equation for approximation of the thermal conductivity coefficient, 61 experimental data were collected for pure gases in P=1 bar and variable temperature (91.88-1500 K). The proposed model was then obtained using the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm in MATLAB V2015. It includes a variety of hydrocarbon and non-hydrocarbon compounds. The physical properties of pure gases including temperature, critical temperature, critical pressure, molecular weight, viscosity, and heat capacity at constant volume were obtained for pure components and used for prediction of the conductivity of these gases. Also, during the validation phase, the suggested model attained the most accurate prediction withR^2=0.9995. This model is capable of predicting the thermal conductivity coefficient of gases with a mean relative error percentage of 4.67% and mean square error percentage of 2.4210×10-4% compared to actual data. These results are significantly better than those obtained from other models.
    Keywords: heat transfer, thermal conductivity, pure gas, particle swarm optimization algorithm}
  • محمد قربان نژاد، عسل حسینی منزه *، مهران رستمی

    پدیده چگالش در بسیاری از کاربردهای صنعتی نظیر شیرین‏سازی آب، وصول آب، تولید انرژی و مدیریت حرارتی وجود دارد. در فرآیندهای تولید انرژی و مدیریت حرارتی پدیده چگالش سبب تغییر در بازده انتقال حرارت فرآیند می گردد. پدیده فوق به دو صورت چگالش فیلم آب و چگالش قطره ای رخ می دهد. یکی از سیستم‏های تبدیل انرژی که در آن پدیده چگالش، بازده سیستم را بشدت تحت تاثیر قرار می‏دهد، لوله های خنک کننده می‏باشند. در صورتیکه انرژی سطحی لوله خنک کننده بالا باشد، فیلم آب بر روی سطح لوله تشکیل گردیده، که این پدیده مانع از انتقال حرارت و در نتیجه اتلاف انرژی و کاهش بازده انتقال حرارت خنک کننده می شود. جهت رفع این مشکل، لازم است که با کاهش انرژی سطح لوله، چگالش قطره‏ای جایگزین چگالش فیلم گردد. بنابراین، امروزه از پوشش های مختلفی جهت کاهش انرژی سطح، افزایش آب گریزی و بهبود انتقال حرارت سطح لوله های خنک کننده استفاده می شود. باتوجه به اهمیت پدیده چگالش درلوله های خنک کننده، در این پژوهش، ابتدا به بیان اهمیت مساله ترشوندگی و مکانیزم انتقال حرارت در لوله های خنک کننده پرداخته، سپس پوشش های مختلف مورد استفاده جهت ایجاد چگالش قطره ای آب، کاربردها و پتانسیل های بهبود هر یک از این پوشش ها با توجه به هزینه، استحکام، دوام و کارایی معرفی می ‏گردد.

    کلید واژگان: لوله های خنک کننده, پوشش های سطحی, پوشش های آب گریز, چگالش قطره ای آب, چگالش فیلم آب, انتقال حرارت}
    Mohammad Ghorbannejad, Asal Hosseini Monazzah, Mehran Rostami

    Condensation may occur during various industrial applications, including water collection, desalination, energy generation, and thermal management. This phenomenon affects heat transfer efficiency during energy generation and heat management processes. Film-wise and dropwise condensation were the two types of condensation based on their formation manner. Condenser tubes are one of the energy conversion systems in which the condensation phenomenon dramatically affects the system's efficiency. The high surface energy of the condenser tube results in water film formation on the tube surface, which hinders heat transfer. Therefore, the heat transfer efficiency of the condenser is reduced due to further energy loss. The film-wise condensation should be altered to dropwise ones by reducing the surface energy of the tube to eliminate this issue. Hence, different coatings are applied to increase the condenser tubes' hydrophobicity and heat transfer capacity. In this study, the importance of wettability and heat transfer mechanisms in condenser tubes was determined primarily. Afterward, different coatings used to create dropwise condensation were introduced. Eventually, the applications and attributes of the mentioned coatings based on their cost, strength, durability, and efficiency were introduced.

    Keywords: Condenser tubes, Surface coatings, Hydrophobic coating, Dropwise condensation, Water film-wise condensation, Heat transfer}
  • Amirhossein Oudi, Samaneh Faramarzi, Shiva Yarmohammadian, Yegane Davoodbeygi

    One of the most crucial variables in the study of heat transport is thermal conductivity and methods for measuring this variable have long been sought after. In this paper, to achieve the equation for approximation of the thermal conductivity coefficient, 61 experimental data were collected for pure gases in P=1 bar and variable temperature (91.88-1500 K). The proposed model was then obtained using the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm in MATLAB V2015. It includes a variety of hydrocarbon and non-hydrocarbon compounds. The physical properties of pure gases including temperature, critical temperature, critical pressure, molecular weight, viscosity, and heat capacity at constant volume were obtained for pure components and used for prediction of the conductivity of these gases. Also, during the validation phase, the suggested model attained the most accurate prediction withR^2=0.9995. This model is capable of predicting the thermal conductivity coefficient of gases with a mean relative error percentage of 4.67% and mean square error percentage of 2.4210×10-4% compared to actual data. These results are significantly better than those obtained from other models.

    Keywords: heat transfer, thermal conductivity, pure gas, particle swarm optimization algorithm}
  • Reza Beigzadeh *
    The ability to approximate the nanofluid properties such as viscosity, thermal conductivity, and specific heat capacity will greatly assist in the modeling and design of nanofluidic systems. The purpose of this study was to present an adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) model for estimating the viscosity of Water/Glycerin nanofluid-containing Cu nanoparticles. The model inputs consist of two variables of temperature and volume concentration of nanofluids which have a great influence on the nanofluid viscosity. The experimental data were divided into two categories: training (three-quarters) and testing (a quarter of the data). The grid partition and subtractive clustering approaches were employed to determine the ANFIS configuration. The mean value of the relative error of 5.18% and the root mean square error of 0.0794 were obtained by comparing the target and model output values for the testing data. Proper matching of ANFIS prediction results with the test data set indicates the validity of the model. In addition, an empirical correlation was developed based on the form presented in the literature. The constants of the equation were determined by the genetic algorithm (GA) searching technique. The comparison of the prediction accuracy of the two models showed the complete superiority of the ANFIS.
    Keywords: ANFIS, Cu, Genetic Algorithm, Heat transfer, Nano Fluid, viscosity}
  • مرتضی رشیدی مقدم*

    رابر یکی از مهمترین اجزای تایر می باشد که قسمت عمده تایر شامل رابر می باشد. در طی عملکرد تایر به علت خاصیت هیسترسیز رابر و در اثر تغییر شکل، در تایر تولید گرما می شود. دما در اجزای تایر بستگی به عوامل مختلفی همچون هندسه تایر، فشار داخلی، مقدار بارگذاری بر روی تایر، سرعت وسیله نقلیه، نوع سطح جاده و دما و شرایط محیطی می-باشد. در این مطالعه سعی شده است با استفاده از تیوری تولید گرما در داخل تایر و تکیه بر المان محدود و محاسبه میدان تنش و کرنش نقاط مختلف تایر، میدان دمایی اجزای داخل تایر رادیال باری در حالت شرایط پایدار پیش بینی شود. در این پیش بینی المان محدود از نرم افزار ABAQUS استفاده شده است. در نهایت نشان داده شده است که این نتایج پیش بینی با استفاده از نرم افزار ABAQUS با نتایج آزمایشگاهی که در میدان تست گروه صنعتی بارز انجام شده است، در تطبیق خوبی می باشد.

    کلید واژگان: تایر, دما, انتقال حرارت}
    M. Rashidi moghadam

    Rubber is the main element of tires and the main part of the tire consists of rubber. Tire and track heating is caused by hysteresis effects due to the deformation of the rubber during operation. Temperature in tire components depends on many factors, including tire geometry, inflation pressure, vehicle load and speed, road type and temperature and environmental conditions. In this study, using the theory of heat production in tire and relying on the finite element and calculating the stress and strain field of different parts of the tire, the temperature field of a steady-state rolling truck radial tire is predicted. ABAQUS software is used in this finite element prediction. It is shown that the results predicted using ABAQUS software are in significantly better agreement with the experimental results.

    Keywords: Tire, Temperature, Heat transfer}
  • صادق علی حسینی، آرزو جعفری*

    در صنعت برای افزایش سطح انتقال حرارت غالبا از پره ها استفاده می شود؛ اما در برخی موارد به دلیل محدودیت در فضا و شرایط عملیاتی، دارای بازدهی محدودی است. با توجه به توانایی محیط متخلخل در افزایش بازدهی حرارتی، از راه افزایش سطح تبادل انرژی و تغییر در گرادیان سرعت، حضور مواد متخلخل به عنوان راهکاری نوین در افزایش انتقال حرارت مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش با هدف ارزیابی امکان استفاده از مواد متخلخل در کاربردهای صنعتی، ضمن بررسی آخرین مطالعات، عوامل موثر بر انتقال حرارت (عدد ناسلت (Nu)) در حضور این دسته از مواد (آرایش، هدایت حرارتی، گرادیان حفره ها، درصد تخلخل، تراوایی و عدد دارسی، ضخامت، سرعت سیال و حضور چشمه حرارتی) ارزیابی شده اند. آرایش های مختلف بررسی شده در دو دسته جزیی و کاملا متخلخل تقسیم بندی می شوند؛ در میان آرایش های بررسی شده، آرایش کاملا متخلخل غالبا بالاترین مقدار افزایش در میزان انرژی تبادل یافته و افت فشار را از خود نشان داده است. با توجه به افزایش افت فشار ضمن حضور محیط متخلخل، معیاری برای ارزیابی آرایش های مختلف گزارش شده است. در پایان به محدودیت ها و چالش های پیش رو در استفاده از این مواد پرداخته شده است.

    کلید واژگان: محیط متخلخل, درصد تخلخل, انتقال حرارت, افت فشار, عدد ناسلت, عدد دارسی}
    S. Alihosseini, A. Jafari*

    Expanded surfaces are considered as the common way to heat transfer increment in the industry, but due to their operating conditions and lack of footprint, their use in some situations is limited. Because of its ability in thermal efficiency increment using increasing available area and change in velocity gradient, the porous medium has been considered as a novel solution in heat transfer increment. During this investigation the effective parameters on heat transfer (Nusselt number (Nu)) in the presence of porous medium (configuration, thermal conductivity, pore gradient, porosity, permeability and Darcy number (Da), thickness, fluid velocity, and heat source) were studied. The studied configurations can be classified in partial and fully porous categories. Among the investigated papers, the fully filled configuration usually has shown the maximum exchanged energy and pressure drop. Because using a porous medium leads to pressure drop increase, an index was reported to compare between different configuration can be applied. Finally, limitations and challenges in this field were investigated.

    Keywords: Porous Medium, Porosity, Heat Transfer, Pressure Drop, Nusselt Number, Darcy Number}
  • ندا دهقان، پدرام پیوندی*

    درک تاثیر پارامترهای ساختاری و هندسی منسوجات بر خواص فیزیکی و حرارتی آن ها، با روش های شبیه سازی و مدل سازی امکان پذیر است. مطالعات مختلفی جهت مدل سازی انتقال حرارت در منسوجات، به منظور تعیین نحوه توزیع حرارت در منسوج، محاسبه ضریب هدایت حرارتی و یا مقاومت حرارتی انجام شده است. از روش های مدل سازی، برای بیان ریاضی پدیده انتقال حرارت استفاده می شود. این روش ها، عمدتا بر اساس هندسه هستند که به مدل سازی بر اساس روابط مقاومت ها، اجسام دوفازی و حل معادلات بر مبنای روش های تحلیلی و عددی تقسیم می شوند. در مطالعاتی که یک منسوج به صورت کلی یا مجموعه چند لایه، مورد بررسی است، به ترتیب قوانین اجسام دوفازی و روابط مقاومت ها مورد استفاده قرار می گیرند. حل تحلیلی در مسایل ساده یا مسایلی که بتوان آن ها را با تقریب های قابل قبولی ساده کرد، استفاده می شود و حل عددی، در مسایل پیچیده تر با روش های تفاضل محدود، اجزای محدود و حجم محدود انجام می شود. در این مطالعه، پژوهش های انجام شده در زمینه روش های مدل سازی جهت تعیین خواص حرارتی منسوجات مرور شده است.

    کلید واژگان: انتقال حرارت, مدل سازی هندسی, روش تحلیلی, روش عددی, مدل های هندسی ساده}
    Neda Dehghan, Pedram Payvandy *

    The effect of structural and geometrical parameters of textiles on their physical and thermal properties can be understood using simulation and modeling methods. Various studies have been conducted to model the heat transfer in textiles to determine their temperature distributions and thermal conductivities. The geometry and composition of materials should be introduced to these models by a network of nodes related to each other by a series of heat transfer equations.  The heat transfer equations are solved simultaneously by numerical methods by considering the boundary conditions. To study the heat transfer through textiles, one can use the corresponding equations for porous materials. The analytical solution is used in relatively simple/simplified problems with acceptable approximations, and the numerical solution is employed for solving more complex problems with finite difference methods, finite components, and finite volume. This study reviews the research on modeling methods to determine the thermal properties of textiles.

    Keywords: heat transfer, Geometric modeling, Analytical methods, Numerical method, Simple geometric models}
  • ندا دهقان، پدرام پیوندی*

    شناخت خواص حرارتی منسوجات مانند راحتی حرارتی، حفاظت حرارتی و عایق حرارتی، یکی از موضوعات مورد توجه در صنایع می باشد. هدایت حرارتی و عایق حرارتی، پارامترهای کلیدی در انتقال حرارت در منسوجات به شمار می روند و آن ها را می توان با روش های مختلف، شامل روش های تجربی، حل تحلیلی و عددی ارزیابی کرد. در این میان، روش های عددی و تجربی بیشتر مورد توجه قرارگرفته است. تحلیل و شناخت رفتار حرارتی منسوجات با ویژگی های هندسی و ساختاری متفاوت با روش های تجربی امکان پذیر است. موارد تاثیرگذار بر خواص حرارتی شامل مواد سازنده، خواص ساختاری، ظرافت، سطح مقطع، تخلخل، ساختار نخ و خواص آن و همچنین ویژگی های ساختاری و فیزیکی پارچه و خواص تکمیلی بر روی آن است. هدف از این مطالعه، مرور پژوهش های تجربی انجام شده، جهت تعیین رفتار حرارتی منسوجات است. در بخش اول، روش های اندازه گیری خواص حرارتی مرور و در ادامه پارامترهای هندسی و ساختاری تاثیرگذار بر خواص حرارتی و معرفی شده توسط محققین، ارایه شده است.

    کلید واژگان: انتقال حرارت, هدایت حرارتی, مقاومت حرارتی}
    Neda Dehghan, Pedram Payvandy *

    Understanding the thermal properties of textiles, such as thermal comfort, thermal protection, and thermal insulation, is one of the topics of interest in textile industry and clothing. The thermal resistance of textiles is a detrimental parameter in heat transferand it can be obtained by experimental, analytical, or numerical methods. The thermal behavior analysis of textiles that have different geometrical and structural properties is possible by experimental methods. Different parameters affect the thermal properties of fabrics including the type of material, morphological properties, fineness, cross-section, porosity, yarn structure, fabric structural, fabric finishing. The aim of this paper is to review the published experimental results on the thermal behavior of textiles. In this paper (part I), we list the measuring methods of thermal properties and discuss the geometrical and structural parameters affecting the thermal conductivity in textiles.

    Keywords: heat transfer, Thermal conductivity, thermal resistance}
  • Negin Heidari, Masoud Rahimi *, Neda Azimi

    Wind energy is used to rotate a magnetic turbine in order to remove heat from the surface of a photovoltaic (PV) panel. A three-bladed turbine, which rotates with wind energy, has rotational motion underneath the studied PV panel in order to move Magnetic Nano-Particles (MNPs). In addition, effects of the magnetic field strength (B=450-830 mT), rotational velocity of the magnetic turbine (ω), and the concentration of MNPs (ϕ) on the heat removal from the PV panel area were investigated. Results showed that heat removal from PV panel was intensified by motion of pinned MNPs in the ferrofluid via the exerted external force of magnetic field. Concurrent application of available magnetic field along with ferrofluid led to 7.6-24 % temperature reduction for a PV panel. Furthermore, the produced electrical energy of the PV panel was augmented between 2.55-3.13 W depending on ϕ, ω, and B. Moreover, the impact of ω on cooling performance was also investigated, and a significant enhancement to generated power was observed. Eventually, the maximum amount of the produced power (3.13 W), maximum power enhancement percentage (32.63 %), and thermal efficiency (24 %) were achieved for B=830 mT, ω=50 cycles/min, and ϕ=0.05 (w/v).

    Keywords: heat transfer, Photovoltaic Panel, cooling, ferrofluid, Magnetic field}
  • مهدی زارع، سید حسن هاشم آبادی*

    در مطالعه حاضر انتقال حرارت تک دانه کاتالیستی (استوانه ای، استوانه ای شیاردار و سه پر) به ترتیب با نسبت قطر بستر به قطر دانه (N) 6/7، 5/1، 4/5 در مجاورت دیواره بستر به صورت آزمایشگاهی و عددی مطالعه شد. در قسمت عددی به منظور حل معادلات مومنتوم، پیوستگی و انرژی از روش اجزای محدود (FEM) استفاده گردید. به منظور اعتبارسنجی روش عددی از داده های آزمایشگاهی استفاده شد. نتایج نشان داد که سه ناحیه مهم در اطراف دانه وجود دارند: ناحیه سرعت پایین در مجاورت دانه، فضای بین دانه و دیواره و فضای پشت دانه. با کاهش فاصله دانه-دیواره تاثیر دیواره بر میزان انتقال حرارت بررسی شد. نتایج نشان داد که دانه استوانه ای و استوانه ای شیاردار برای 0/143 ≥yc/Dp ایجاد نقطه داغ می کنند و زوایای 90=θz و 60=θa بیش ترین احتمال ایجاد نقاط داغ را دارند. درنهایت با استفاده از روش تاگوچی به بررسی حالت قرارگیری بهینه دانه در مجاورت دیواره پرداخته شد.

    کلید واژگان: دانه استوانه ای, استوانه ای شیاردار, سه پر, انتقال حرارت, بستر پرشده, دینامیک سیالات محاسباتی (CFD), تاثیر دیواره, نقطه داغ, تاگوچی}
    Mahdi Zare, Seyed Hassan Hashemabadi *

    In this study, the heat transfer of a single catalyst particle (cylindrical, sg-cylindrical, and tri-lobe) beside the bed wall was studied experimentally and numerically with the bed to particle diameter ration (N) of 4.5, 5.1, 6.7 respectively. In the numerical section, the Finite Element Method (FEM) was applied to solve the momentum, continuity, and Energy. Experimental data was used to validate the numerical results. The results showed that three are the important area around the catalyst particle: low-velocity fluid around the particle, space between the particle and bed wall, and space behind the particle. The wall effects on the heat transfer were studied by reducing the distance of the particle-bed wall. Results showed that cylindrical and sg-cylindrical particles face hot-spot for yc/Dp≤0.143 and θa=60 and θz=90 degrees are the highest probable degrees for hot-spot creation. Finally, the Taguchi method was used to find the optimized particle location around the bed wall.

    Keywords: Cylindrical, Sg-Cylindrical, Tri-Lobe, Heat Transfer, Packed bed, Computational fluid dynamics, wall effects, Hot-Spot, Taguchi}
  • ابوذر سلیمان زاده، عباس هلالی زاده*، محمد جامی الاحمدی، بهرام سلطانی سولگانی
    ضریب هدایت گرمایی سنگ هایی که به صورت جزئی اشباع شده اند، به عواملی مانند خواص ماتریس سنگ و فضای متخلخل، سیالات موجود در سنگ و میزان اشباع آن ها بستگی دارد. ساختار پیچیده فضای متخلخل، مشکلات زیادی را برای پیش بینی ضریب هدایت گرمایی سنگ در درجه اشباعات مختلف ایجاد می کند. اگرچه محققین زیادی روابط تجربی و مدل های تئوری جهت تعیین ضریب هدایت گرمایی محیط های متخلخل و از جمله سنگ ارائه کرده اند، اما اکثر آن ها قابل کاربرد برای سنگ هایی است که تنها با یک سیال به صورت کامل اشباع شده باشند. می توان از آنالوژی  بین انتقال الکتریسیته و انتقال حرارت درون سنگ، جهت توسعه مدل های پیش بینی کننده ضریب هدایت گرمایی سنگ در شرایط اشباع جزئی استفاده کرد. در این مقاله، ضریب هدایت گرمایی برای شش مغزه کربناته یکی از مخازن جنوب ایران در شرایط خلا و برای چهار نمونه از این شش نمونه در شرایط اشباع 100% با آب و چهار اشباع جزئی با آب (فاز دوم هوا)، توسط دستگاهی که در دانشگاه صنعت نفت طراحی و ساخته شده است، اندازه گیری شد. نتایج نشان می دهد که ضریب هدایت گرمایی در شرایط خلا با افزایش تخلخل، کاهش می یابد. علاوه بر این، آزمایش ها روشن می سازد که ضریب هدایت گرمایی با افزایش درجه اشباع آب، افزایش می یابد. همچنین در این کار، یک مدل ریاضی برای پیش بینی ضریب هدایت گرمایی سنگ هایی که به صورت جزئی با آب اشباع شده اند، ارائه شد. اساس این مدل، آنالوژی بین انتقال الکتریسیته و انتقال حرارت است که نتایج آزمایشگاهی، کاربردی بودن آن را تایید می کند.
    کلید واژگان: ضریب هدایت گرمایی, رسانش الکتریکی, انتقال حرارت, آنالوژی, اشباع جزئی با آب}
    Aboozar Soleymanzadeh, Abbas Helalizadeh *, Mohammad Jamialahmadi, Bahram Soltani Soulgani
    Thermal conductivity of a partially saturated rock sample depends on several parameters such as matrix properties, pore structure, pore filling fluids and their saturations. Indeed, complex pore structure of the rock causes many problems in prediction of its thermal conductivity at different saturation conditions. Numerous investigators presented different correlations and mechanistic predictive models to predict thermal conductivity of porous media. But, most of these models have focused on the prediction of thermal conductivity of single phase saturated porous medium. Analogy between electricity transmission and heat transfer through a rock can be considered as a basis to develop a model for prediction of thermal conductivity. In this paper, thermal conductivity of six carbonate plug samples from one of the Iranian reservoirs has been measured at vacuum condition. Also, for four samples of these six plugs, thermal conductivity has been determined at fully water saturated condition and four different water saturations using divided bar steady-state apparatus; in addition, the second phase has been air. This apparatus has been designed and constructed in Petroleum University of Technology (PUT). Finally, according to the results, it is obvious that rock thermal conductivity at vacuum condition decreases with an increase in porosity. Furthermore, thermal conductivity of partially saturated rock increases with an increase in water saturation. Moreover, a new model for predicting rock thermal conductivity of partially saturated rock has been presented based on the analogy between electricity transmission and heat transfer through the rock. Our experimental results confirmed the suitability of the proposed model.
    Keywords: Thermal Conductivity, Electrical Conductivity, Heat Transfer, Analogy, Partially saturated}
  • قنبرعلی شیخ زاده*، سعید خندان سیر، علی اکبر عباسیان آرانی، سید ابوالفضل حسینی جمکرانی

    در این تحقیق، اثر استفاده از نوارهای تابیده بر میزان انتقال حرارت و افت فشار در مبدل دو لوله ای به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، هندسه سه بعدی مبدل حرارتی در دو حالت بدون نوار تابیده و با نوار تابیده مدل سازی شده است. برای بررسی جزییات اثر نوارها از دو نوع نوار تابیده با نسبت پیچش 3 و 5 استفاده شده است. به عنوان نمونه نتایج به دست آمده نشان داد که میزان رشد انتقال حرارت با نوارهای تابیده با نسبت پیچش 3 و 5 نسبت به حالت لوله خالی در عدد رینولدز 20000 به ترتیب حدود 28 و 14 درصد است. از نقطه نظر افت فشار هم بررسی های عددی ضریب اصطکاک متوسط آشکار کرد، در عدد رینولدز 20000، میزان افت فشار لوله های دارای نوار تابیده با نسبت پیچش 3 و 5 نسبت به لوله خالی، به ترتیب به میزان 58 درصد و 34 درصد است.

    کلید واژگان: نوارهای تابیده, چگالش, انتقال حرارت, مبدل حرارتی}
    Ghanbar Ali Sheikhzadeh *, Saeed Khandan Siar, AliAkbar Abbasian Arani, Seyed Abolfazl Hosseini Jamkarani

    In this work, influence of the twisted tape insertion on heat transfer rate and pressure drop characteristics in a double pipe has been numerically investigated. For this purpose, a 3-D double pipe heat exchanger with several types of twisted tape designed with two twist ratio (3, 5). The results obtained from the heat exchanges with twisted tape insert are compared with those without twisted tape that is plain heat exchanger. The numerical results revealed that the increase in heat transfer rate of twisted tape inserts with twist ratio 3 and 5 at Re=20000 is found to be 28% and 14% more than plain tube, respectively. It was found that with decrease twisted ratio, the amount of heat transfer rate and pressure drop increase rapidly. And by the point of pressure drop, at Re=20000, the amount of pressure drop of twisted tape inserts with twist ratio 3 and 5 are 58%  and 34% higher than plain tube, respectively.

    Keywords: Twisted tape, condensation, Heat Transfer, heat exchanger}
  • سید مهدی سجادی، اکرم توکلی*

    هدایت حرارتی یکی از خواص ماده و بیان گر توانایی ماده در هدایت گرما است. به معنای دیگر، هدایت حرارتی اندازه گیری تمایل طبیعی ماده به پراکندگی انرژی در زمانی است که در اثر تحمیل یک گرادیان دمایی، حالت تعادل مختل می شود؛ لذا نقش چشم گیری در مسایل انتقال حرارت دارد. یکی از راهکارهای ارتقای هدایت حرارتی سیال، استفاده از نانوسیالات می باشد. به علت کاربردهای گسترده مواد نانومقیاس، در کاربردهای حرارتی و اهمیت تعیین هدایت حرارتی نانوسیالات، در این تحقیق به بررسی یازده مدل برای پیش بینی هدایت حرارتی نانوسیالات (سیستم حاوی آب و نانوذرات TiO2) و مقایسه نتایج محاسبات با نتایج آزمایشگاهی موجود در مقالات پرداخته شده است. بر این اساس، مشخص شد که نسبت ضریب هدایت حرارتی موثر (ضریب هدایت حرارتی مخلوط سیال پایه و نانو ذره) به ضریب هدایت حرارتی سیال پایه (keff/kf) در حالتی که مقدار حجمی نانوذره توزیع شده در سیال پایه در حدود 1 الی 3 درصد حجمی باشد، در محدوده 01/1 تا 1/1 می باشد، به عبارت دیگر، افزودن نانوذره در محدوده 1 الی 3 درصد حجمی، این توانایی را دارد که نسبت keff/kf را تا 1/1 (یا 10درصد) ارتقا دهد و توانایی هدایت حرارتی مجوعه سیال پایه و نانوذره در مقایسه با سیال پایه تا 10 درصد افزایش یابد. هم چنین افزایش قطر نانوذرات میزان بهبود ضریب هدایت حرارتی را کاهش می دهد.

    کلید واژگان: انتقال حرارت, مدل سازی هدایت حرارتی, نانوسیال, نانو ذره}
    S. M. Sajjadi, A. Tavakoli*

    Thermal conductivity is defined as the ability of a material to heat transfer. In other words, thermal conductivity is the natural tendency of material to energy dispersion when temperature equilibrium disturbed by the imposition of a temperature gradient. Therefore, it plays a significant role in the issues of heat transfer. Due to the various applications of nanoscale materials in heat transfer and the importance of determining the thermal conductivity of nanofluids, this study, investigates eleven models for predicting the thermal conductivity of nanofluids (includes water and TiO2 nanoparticles) and comparing the results of calculations with the experimental results in the articles. Based on this study, it was found that the effective thermal conductivity ratio (thermal conductivity of the mixture of basic fluid and distributed nanoparticle) to the basic fluid conductivity (keff/kf) for variable Volumetric percentages ranging from 0.01 to 0.03 varies between 1.01 and 1.1. In the other words, addition of nanoparticles in the range of 1 to 3 Volume percentage is able to promote the keff/kf to 1.1 (10%). Therefore, thermal conductivity of the mixture of basic fluid and distributed nanoparticle increases up to 10% compared with basic fluid. Also, increasing the diameter of the nanoparticles reduces the thermal conductivity improvement.

    Keywords: Heat Transfer, Thermal Conductivity Modeling, Nanofluid, Nanoparticles}
  • Behrouz Raei *, Sayyed Mohsen Peyghambarzadeh
    Heat transfer coefficient and thermal efficiency of γ-Al2O3/water nanofluids flowing through a double tube heat exchanger were experimentally investigated. The nanoparticles were well dispersed in distilled water at 0.05–0.15 %vol. A large number of experiments were performed at different fluid flow rates under turbulent flow regime (18,000<Re<40,000) and various nanofluid inlet temperatures ranging from 45 °C to 65 °C. The heat transfer coefficients were measured along the length of the heat exchanger. Results showed that the local heat transfer coefficients have an asymptotic behavior. Furthermore, the addition of these small amounts of nanoparticles to the base fluid augmented the heat transfer up to 16% at the best conditions. In the end, the thermal performance factor was calculated to find the optimum condition at which the nanofluid was used. It was shown that the thermal performance factor of this nanofluid could reach to 1.11. This value was obtained at the nanoparticle concentration of 0.15 vol.% and Reynolds number 18000
    Keywords: Experimental, Friction factor, Heat transfer, Nanofluid, Reynolds Number}
  • فرامرز هرمزی*، زهرا سربازی
    در این مقاله مدل های تک فازی و دوفازی، برای پیش بینی عملکرد هیدرودینامیکی و گرمایی نانوسیال معرفی می شود. نانوسیال به عنوان محیط جدید انتقال حرارت، از پراکندن نانوذرات در ساخته می شود. در مدل های تک فازی فرض می شود نانوسیال مانند سیال مجازی همگن رفتار می کند. در مدل های دوفازی اندرکنش های بین ذرات و سیال نیز در نظر گرفته می شوند. هر دو نوع مدل در هیدرودینامیک پیش بینی یکسانی دارند، اما در توزیع دما تفاوت دارند. زیرا عوامل موثر انتقال حرارت در مدل های دوفازی لحاظ می شود. در غلظت کم نانو ذرات، می توان از اثرات ذرات فاز پراکنده بر میدان جریان فاز پیوسته صرف نظر و از مدل تک فازی استفاده کرد. در غلظت زیاد، برهم کنش میان ذرات و سیال مهم شده لازم است مدل های دوفازی به کار گرفته شوند. با توجه به نوع مساله، امکانات موجود و دقت مورد نیاز، می توان از مدل های تک فاز و یا دو فاز استفاده کرد.
    کلید واژگان: نانوسیال, دینامیک سیالات محاسباتی, مدل تک فازی, مدل دو فازی, انتقال گرما}
    Faramarz Hormozi *, Zahra Sarbazi
    In this paper, single and two-phase CFD models are introduced for predicting the thermo-hydraulic behavior of nanofluids. In single-phase models, behavior of nanofluid is similar to that of observed in conventional fluids and interactions between particles and base fluid are negligible. In two-phase models, interactions between nanoparticles and base fluid is taken into consideration. Both models showed the identical prediction for the heat transfer behavior, however, the temperature distribution of nanofluid was different, since in two-phase model, the parameters affecting the heat transfer are considered in the model. At low concentrations of nanofluid, it is a logical assumption to ignore the influence of dispersed phase (nanoparticle) on the flow field (continuous phase). Thus, the single phase is suitable for low-concentration nanofluids, while two-phase model is appropriate for nanofluids with high concentrations. Overall, one can use single or two-phase models depending on the type of problem, available computational facilities and accuracy.
    Keywords: Nanofluids, Computational fluid dynamics, Single-Phase Model, two-phase model, Heat Transfer}
  • R. Beigzadeh *
    In the present study, Adaptive Neuro–Fuzzy Inference System (ANFIS) approach was applied for predicting the heat transfer and air flow pressure drop on flat and discontinuous fins. The heat transfer and friction characteristics were experimentally investigated in four flat and discontinuous fins with different geometric parameters including; fin length (r), fin interruption (s), fin pitch (p), and fin thickness (t). Two ANFIS models were developed using the Computational Fluid Dynamic (CFD) results which validated by the experimental data. The ANFIS models were applied for prediction of Nusselt number (Nu) and friction factor (f) as functions of Reynolds number (Re), and fin geometric parameters including, spanwise spacing ratio (p/t), and streamwise spacing ratio (s/r). The low error values for testing data set, which were not employed in the training of the ANFIS, proved the precise and validity of the model. The root mean square error (RMSE) of 0.7343 and mean relative error (MRE) of 1.33% were resulted for prediction Nu. In addition, these values for estimation of the f were resulted 0.0158, 3.32%, respectively.
    Keywords: flat, discontinuous fin, heat transfer, Pressure drop, Computational Fluid Dynamic (CFD), adaptive neuro–fuzzy inference system (ANFIS)}
نکته
  • 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.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال