Loading...

Experimental Study of Internal Forced Convection of Ferrofluid Flow in Magnetizable Porous Media

Keshavarz Behrghani, Mohsen | 2016

850 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 49108 (08)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Mechanical Engineering
  6. Advisor(s): Shafii, Mohammad Behshad
  7. Abstract:
  8. The use of nanofluids to improve the heat transfer has a special attention in the industry. researches focus on the efficiency of heat transfer nanofluids dates back to 1998. Ferrofluids are a particular type of nanofluids which their nanoparticles have magnetic effect and heat transfer can be increased by applying magnetic field to them. In this work, thermal and hydrodynamic performance of ferromagnetic fluid which flows through a copper tube in thermal entrance region has been studied. The flow in the tube is laminar and is affected by constant heat flux. Part of the tube contains a porous medium with paramagnetic properties and porosity of 0.46. Ferrofluid is composed of F e3O4 and water with (CH3)4NOH as a surfactant that is prepared in three different volume fractions. The effect of constant and oscillating magnetic field on convective heat transfer coefficient were examined for various Reynolds number, frequencies and volume fractions. The results show that the Maximum enhancement of average heat transfer coefficients of Ferrofluid in magnetizable porous media is 9% and 38.66% in comparison with no magnetic field condition and distilled water respectively. This enhancement reduces to 6.39% and 36.13% for non magnetizable porous media.As a result of experimental studies, using porous media increases heat transfer coefficient significantly, this enhancement is more obvious at the beginning of porous media. Constant magnetic field has no effect and in most cases negative effect on heat transfer enhancement of Ferrofluid. Variable magnetic field increases heat transfer coefficient. This improvement is greater in magnetizable porous media. Increasing volume percentage of Ferrofluid augments heat transfer. Reynolds number has this effect too. There is an optimum frequency for each magnetic field mode. It has the most improvement on heat transfer
  9. Keywords:
  10. Ferrofluid ; Magnetic Fields ; Convection Heat Transfer ; Convective Forced Heat Transfer ; Magnetizable Porousmedia

 Digital Object List

 Bookmark

  • فهرست مطالب
  • فهرست تصاویر
  • فهرست جداول
  • مقدمه
    • دسته‌بندی مواد براساس خاصیت مغناطیسی
      • مواد دیامغناطیس
      • مواد پارامغناطیس
      • مواد فرومغناطیس
    • میلی و میکرو سیالات
    • نانوسیالات
      • مزایای نانوسیالات
      • عوامل موثر در افزایش انتقال حرارت نانوسیالات
    • سیالات فرومغناطیس
    • ویژگی‌های سیال فرومغناطیس
    • روکنشگرها در سیالات فرومغناطیس
    • کاربردهای سیالات فرومغناطیس
      • کاربرد سیالات فرومغناطیس در وسایل الکترونیکی
      • کاربرد سیالات فرومغناطیس در هیدرودینامیک
      • کاربرد سیالات فرومغناطیس در پزشکی
      • کاربرد سیالات فرومغناطیس در انتقال حرارت
    • محیط متخلخل و خصوصیات آن
      • پارامترهای محیط متخلخل
    • روش افزایش انتقال حرارت
  • مروری بر کارهای انجام شده
  • روابط تئوری و معادلات حاکم
    • محیط متخلخل
      • معادله‌ی پیوستگی
      • معادله مومنتوم
    • مسئله‌ی انتقال حرارت
      • شرایط جریان
      • شرایط دمایی
      • شار گرمایی ثابت
      • عدد ناسلت
      • کانال‌های پرشده با محیط متخلخل
  • تشریح روش آزمایشگاهی
    • توضیح دستگاه آزمایش
      • لوله و اتصالات
      • مخزن سیال فرومغناطیس و پمپ
      • قسمت تست
      • سیستم شار حرارتی ثابت
      • محیط متخلخل
      • اندازه‌گیری فشار
      • سیستم اندازه‌گیری دما
      • سیستم خنک‌کننده
      • قسمت میدان مغناطیسی و مدارفرمان
    • ساخت سیال فرومغناطیس
    • بررسی اثر میدان مغناطیسی بر ترموکوپل‌ها
  • نتایج تجربی
    • محاسبه و اندازه‌گیری خصوصیات و پارامترهای لازم
    • روابط انتقال حرارت
    • اعتبارسنجی نتایج آزمایش
    • اتلاف حرارتی سیستم
    • اثر درصد حجمی سیال فرومغناطیس بر افت فشار
    • انتقال حرارت در محیط متخلخل غیرمغناطیس‌شونده
      • اثر محیط متخلخل بر انتقال حرارت
      • اثر عدد رینولدز بر انتقال حرارت
      • اثر درصد حجمی سیال فرومغناطیس بر انتقال حرارت
      • اثر فرکانس بر انتقال حرارت
      • اثر مودهای مختلف نوسانی بر انتقال حرارت
    • انتقال حرارت در محیط متخلخل مغناطیس‌شونده
      • اثر محیط متخلخل بر انتقال حرارت
      • اثر عدد رینولدز بر انتقال حرارت
      • اثر درصد حجمی سیال فرومغناطیس بر انتقال حرارت
      • اثر فرکانس بر انتقال حرارت
      • اثر مودهای مختلف نوسانی بر انتقال حرارت
    • اثر مغناطیس‌شوندگی محیط متخلخل بر انتقال حرارت
    • انرژی مصرفی سیستم
    • بررسی تکرارپذیری آزمایش
  • تحلیل نتایج و جمع بندی
    • بحث و نتیجه‌گیری
    • پیشنهاد برای کارهای آینده
  • کتاب‌نامه
  • محاسبات عدم قطعیت
    • عدم قطعیت تخلخل
    • عدم قطعیت عدد رینولدز
    • عدم قطعیت ضریب فشار
    • عدم قطعیت ضریب انتقال حرارت جابجایی
    • عدم قطعیت عدد ناسلت
  • روابط تئوری مسئله
    • سیالات فرومغناطیس و میدان مغناطیسی
      • معادلات ماکسول
      • معادله‌ی رهاشدگی مغناطیسی
      • معادلات دینامیک سیال
      • ضریب انتقال حرارت هدایت
    • محیط متخلخل
      • معادله بقای انرژی
      • ضریب فشار
      • انتقال حرارت هدایت در محیط متخلخل
    • معادلات حاکم بر سیال فرومغناطیس در محیط متخلخل تحت میدان مغناطیسی
    • سیالات فرومغناطیس و میدان مغناطیسی
      • معادلات ماکسول
      • معادله‌ی رهاشدگی مغناطیسی
      • معادلات دینامیک سیال
      • ضریب انتقال حرارت هدایت
    • محیط متخلخل
      • معادله بقای انرژی
      • ضریب فشار
      • انتقال حرارت هدایت در محیط متخلخل
    • معادلات حاکم بر سیال فرومغناطیس در محیط متخلخل تحت میدان مغناطیسی
...see more