653

The Feasibility of Geotermal Cone Helix Heat Exchanger Heat Transfer Enhance

كارزشناسي ارشد

مكانيك

تهران شمال

۱۳۹۶

۹۶/۱۰/۲۷

۱۸/۵

۹۸ص.

جمشيدي، نغمه

۹۷-۸۹ص.

Cone Helical heat exchanger , Enhanced Heat Transfer , Nanofluid

باشروع فصل گرم وسردوخارج شدن شرايط دماي يازمحدوده آسايش ،براي دستيابي به دماي مطلوب درون ساختمان نيازبه يك منبع انرژي داريم. زمين به طورطبيعي منبع حرارتي بسيارعظيمي است كه درزيرساختمانها،حياط هاوميادين شهري وجودداشته وبه سهولت قابل دسترسي است . بااستفاده ازدماي يكنواخت اعماق خاك درطول سال ميتوان باعبوردادن سيال واسط ازميان بسترخاك زيربنا ،بااستفاده ازاصل انتقال حرارت و باتوجه به اختلاف دماي خاك وسيال واسط،سيال عبوري رادرفصـل گرم،سردودرفصل سرد،پيش گرم نمود. استــفاده از مبدلهاي حرارتي زمين گرمائي اين امكان را ميـسر مي سازد .از سـوئي بهينه سازي تجهيزات انتقال حرارت جهت رسيدن به راندمان بالاتر انرژي نيازمندتمركزبركوچـك سازي تجهيزات از يك سو و افزايش شدت انتقال حـرارت به ازاي واحدسطح ازسـوي ديگـرمي باشد. دراين پژوهش هدف دستيابي به درصدي از حرارت مورد نياز با استفاده از انرژي زمين گرمائي مي باشد . بدين منظورسيستمي شامل مبدل زمين گرمائي مارپيچ در آب و هواي شهر تهران مدل شده و بهترين هندسه جهت افزايش انتقال حرارت و كارآئي حرارتي آن بدست آمده است . در ابتدا تأثير جهت جريان سيال بررسي شده سپس پارامترهاي طراحي كه عبارتند از : قطر مارپيچ ، گام مارپيچ ، زاويه مارپيچ مخروطي ، فين و عدد رينولدز تأثيرات آنها يك به يك مورد كاوش قرار گرفته و تأثير هريك از پارامترهاي طراحي بر روي اعداد بي بعد عدد ناسلت Nu، ضريب اصطكاك f، و ضريب عملكرد هيدروليكي Jfبررسي گرديده است . پس از آن با استفاده از الگوريتم تاگوچي بهترين پارامترهاي طراحي جهت استحصال حداكثري انرژي از خاك تعيين مي گردد . هندسه بهينه در صورت لحاظ كردن دريافت انرژي گرمائي بيشترNuو يا لحاظ كردن عملكرد هيدروليكي ارائه مي گردد . با شبيه سازي عددي هندسه هاي مذكورافزايش 2/27 %عدد ناسلت Nuو افزايش 9/19%ضريب عملكرد هيدروليكي Jf را خواهيم داشت . توجه به اينكه افزودن نانوذرات سبب افزايش انتقال حرارت مي گردد ، در هندسه بهينه بدست آمده جهت افزايش عدد ناسلت Nuدرصـدهاي مختلف نانوذره در سيال پايه آب را استفاده كرده و با شبيه سازي عددي به بررسي آن خواهيم پرداخت وحداكثربه افزايش 2/54 %

45415