مناقشة رسالة ماجستير

جرت في كلية الهندسة جامعة ذي قار مناقشة رسالة الماجستير للطالبة (ايناس عدنان ستار) عن رسالتها الموسومة..

Numerical Investigation of Thermal Shell and Tube Heat Exchanger Using Hybrid Nanofluid

(التحقق العددي لمبادل القشرة والانبوب الحراري باستخدام مائع نانوي هجين)

والمختصة بالهندسة الميكانيكية / حراريات

وتألفت لجنة المناقشة من..

أ.د. رافد معلك حنون من كلية الهندسة / جامعة ذي قار.. رئيسا.

و أ.د. علي شاكر باقر من الكلية التقنية الهندسية / جامعة الفرات الأوسط التقنية.. عضواً.

و أ.م.د. احمد جاسم شكاره من كلية الهندسة / جامعة ذي قار.. عضوا.

و أ.د. محمد دخيل سلمان من كلية الهندسة / جامعة ذي قار.. مشرفا.

و م.د. احمد عبد الحسين عودة من كلية الهندسة / جامعة ذي قار.. مشرفا.

حيث تمت في هذه الرسالة دراسة الأداء الحراري لمبادل حراري القشرة والأنبوب (STHE) عدديًا باستخدام التدفق العكسي، وتستخدم أربعة أنواع من الجسيمات النانوية (CuO ، Al2O3 ، TiO2 و MWCNT) مع الماء كسائل أساسي مقارنة بالسائل النانوي الهجين ( CuO- Al2O3 و CuO-TiO2 و CuO-MWCNT) مع الماء كسائل أساسي. كان تركيز الجسيمات النانوية التي تمت دراستها (0.5٪، 1٪، 2٪، 3٪، 4٪، 5٪) ومعدل تدفق الماء في الأنبوب ثابتًا عند 0.5 كجم / ثانية مع معدل تدفق متنوع من مائع النانو عند القشرة (0.5، 1، 1.5، 2) كجم / ثانية.

تضمنت الأطروحة تطوير النموذج الرياضي باستخدام المعادلات الحاكمة (الاستمرارية، الزخم والطاقة) لـ STHE. تم حل هذه المعادلات باستخدام ANSYS FLUINT CFD 2020 R1، وقد تم استخدام نموذجين في هذا العمل، كان النموذج الأول بدون حواجز والنموذج الثاني به حواجز بأشكال مختلفة (نصف دائرة، مثلث، مستطيل). تم إجراء تأثير خلط الجسيمات النانوية على الأداء الحراري مع حواجز إضافية.

أظهرت الدراسة تأثير معدل التدفق والتركيز والخلط النانوي المختلف وشكل الحاجز على الأداء الحراري العام لـ STHE مثل معامل نقل الحرارة وهبوط الضغط. بالإضافة إلى ذلك، القيمة المحلية لدرجة الحرارة والسرعة موجودة في هذه الدراسة.

أظهرت النتائج تحسن معدل انتقال الحرارة بنسبة 17٪، 13٪، 14٪ و5٪ في التركيز 5٪ ومعدل تدفق الكتلة 1 كجم / ثانية تم الحصول عليها في CuO، Al2O3، TiO2 وMWCNT على التوالي. التحسن في انتقال الحرارة للسائل النانوي الهجين والذي بلغ (18.88٪ و18٪ و14٪) لكل من (CuO-Al2O3 وCuO-TiO2 وCuO-MWCNT) على التوالي في نفس الظروف للموائع النانوية. وبالمثل، فإن إضافة الحواجز تزيد من معدل نقل الحرارة، والذي يصل إلى أفضل أداء في الحاجز الدائري مع الحصول على 19٪، و5٪ في حاجز المثلث، و6٪ في حاجز المستطيل عند معدل تدفق الكتلة 2 كجم / ثانية.

ومن اهم نتائجها نموذج رقمي تم تصميمه ومحاكاته واختباره يوضح تأثير الجسيمات النانوية المضافة إلى الماء وخلط الجسيمات النانوية وإضافة أشكال حواجز مختلفة إلى نظام المبادل الحراري. من نتائج المحاكاة المقدمة، يتيح لك إطار العمل استخلاص الاستنتاجات التالية:

1- زاد معامل انتقال الحرارة عند الجسيمات النانوية المستخدمة في السائل الأساسي مقارنة بالماء وحده.

2- زيادة معدل التحسن مع زيادة تركيز الحجم في الجسيمات النانوية في معظم الحالات.

3- يعتبر انتقال الحرارة للسائل النانوي الهجين أكبر من السوائل النانوية المفردة.

4- إضافة حواجز تزيد من معدل انتقال الحرارة.

5- الشكل نصف الدائري للحواجز هو الأفضل لأنه يحتوي على أقصى أداء حراري ثم مستطيل وأخيراً حواجز مثلثة.

6- الأداء الحراري للسائل النانوي الهجين Al2O3- CuO / ماء أفضل من TiO2- CuO / ماء وMWCNT- CuO / ماء.

7- الأداء الحراري لماء CuO أفضل من TiO2-water وAl2O3-water وMWCNT-water لأن الخصائص الفيزيائية لـ CuO تجعلها الأفضل.

8- يعتبر معامل انتقال الحرارة للسائل النانوي الهجين أكبر من مائع النانو المنفرد.

9- زيادة التحسن في معدل نقل الحرارة مع زيادة معدل تدفق الكتلة في معظم الحالات.