دفاعیه دکتری در دانشکده مهندسی شیمی ، نفت و گاز
| تاریخ ارسال: 1398/8/13 |
چکیده
اعمال میدان مغناطیسی باعث به وجود آمدن تغییرات قابل توجه در خواص رئولوژیکی و حرارتی سیالات مگنتورئولوژیکال (MR) می‌گردد. یکی از خواص سیالات MR که تحت تاثیر میدان مغناطیسی تغییر می‌کند، هدایت حرارتی است. در اثر اعمال میدان مغناطیسی، ذرات مغناطیسی در جهت میدان به یکدیگر پیوسته و تشکیل این آرایش زنجیروار، مهم‌ترین فاکتور در تغییرات خواص سیالات MR می‌باشد. در این رساله، با استفاده از دو روش تجربی و شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی(CFD) اثر میدان مغناطیسی بر تشکیل زنجیره ذرات و سپس اثرات تشکیل زنجیره‌های ذرات بر تغییرات هدایت حرارتی سیال MR مورد بررسی قرار گرفت. سیال MR مورد استفاده شامل ذرات کربونیل آهن داخل سیال هیدرولیکی 22H می‌باشد. در روش تجربی برای اندازه‌گیری هدایت حرارتی سیال MR از سامانه سیم داغ گذرا (THW) استفاده شد و در روش شبیه‌سازی با استفاده از کوپل روش‌های CFD و FTCS هدایت حرارتی محاسبه شد که نتایج حاصل از شبیه‌سازی با نتایج تجربی تطابق مناسبی دارد. مشاهده شد که تغییرات هدایت حرارتی در سیالات MR ناهمسانگرد است؛ به این صورت که اگر جهت میدان مغناطیسی موازی با گرادیان دما باشد، افزایش میدان مغناطیسی باعث افزایش هدایت حرارتی سیال MR می‌گردد، اما در حالت عمود، با افزایش میدان مغناطیسی، هدایت حرارتی سیال MR کاهش می‌یابد. از لحاظ عددی، برای سیال MR با کسر حجمی 15% در شدت میدان مغناطیسی 14mT در حالت موازی و عمود بودن جهات میدان مغناطیسی و گرادیان دما، هدایت حرارتی به ترتیب 105% افزایش و 23% کاهش یافت. همچنین این نتیجه حاصل شد که با افزایش کسر حجمی و کاهش اندازه ذرات پراکنده، کاهش ویسکوزیته و افزایش دمای سیال پایه، تغییرات ناهمسانگرد هدایت حرارتی سیالات MR تقویت می‌شود که در این میان، نقش افزایش دما بسیار موثر است؛ به صورتی که اختلاف تغییرات هدایت حرارتی در جهات موازی و عمود برای سیال MR با کسر حجمی 12% در شدت میدان برابر با 15mT بیشتر از 127% هدایت پایه است.
دفعات مشاهده: 4172 بار |
دفعات چاپ: 428 بار |
دفعات ارسال به دیگران: 0 بار |
0 نظر
