کتاب انتقال حرارت نانوسیال در مبدل حرارتی

کتاب انتقال حرارت نانوسیال در مبدل حرارتی، به بررسی مباحثی چون دسته‌بندی مبدل‌های حرارتی، کاربرد نانوذرات در پزشکی، روش‌های ساخت نانوسیالات، مزیت‌های نانوسیال و... می‌پردازد.

مبدل حرارتی تجهیزی است که برای منتقل کردن حرارت بهینه از محیطی به محیط دیگر استفاده می‌شود. مبدل‌های حرارتی، حرارت را بین دو یا چند جریان سیال که درون دستگاه جریان دارند منتقل می‌کنند. مبدل‌های حرارتی به طور گسترده‌ای در کاربردهای مهندسی مانند صنایع شیمیایی و پتروشیمی، نیروگاه‌های برق، صنایع غذایی، مهندسی محیط زیست، بازیافت انرژی، تهویه هوا و سیستم تبرید به کار می‌روند. در حال حاضر با توجه به پیشرفت تکنولوژی از جمله در فرآیندهای صنعتی، نیاز به مبدل‌هایی با بازده و کارایی بالا بیشتر احساس می‌شود‌. بالا رفتن سطح انتقال حرارت یکی از روش‌های قدیمی در بالا رفتن نرخ انتقال حرارت است. محققان از روش‌های مختلفی برای بالا رفتن کارایی مبدل‌های حرارتی استفاده می‌کنند تا بتوانند در حجم‌های کوچک‌تری از مبدل‌های حرارتی بیشترین مقدار انتقال حرارت را داشته باشند.

این روش‌ها اغلب به دو گروه عمده فعال و غیر‌فعال تقسیم می‌شوند. در روش‌های فعال از نیرو‌های خارجی مانند میدان مغناطیسی یا الکترو‌استاتیکی و یا همزن‌های مکانیکی و چرخشی برای بر‌ هم‌ زدن لایه مرزی و افزایش تلاطم برای بهبود انتقال‌ حرارت استفاده می‌گردد. استفاده از نیروهای خارجی معمولا پر هزینه است و تحت شرایط بحرانی نامناسب هستند. روش‌های غیر‌فعال شامل روش‌های اصلاح خواص سیالات، شکل سطح، زبری، افزودنی‌های خارجی به سیال برای بهبود انتقال حرارت و یا استفاده از تجهیزات درون لوله‌ای برای ایجاد تلاطم جریان هستند. روش‌های غیر‌فعال به دلیل هزینه کمتر، مورد توجه بیشتری قرار دارند.

مبدل‌های حرارتی به سبب کاربرد‌های گوناگون صنعتی از تنوع بالایی برخوردار است. اصلی‌ترین معیار انتخاب مبدل حرارتی مناسب، وابسته به کاربرد مورد نیاز است. انتخاب مواد مناسب برای مبدل‌ حرارتی به نوع سیال عبوری و مشخصات دمایی کارکرد و همچنین شرایط محیطی وابسته است. مبدل‌های حرارتی بر اساس پیوستگی یا تناوب جریان، فرآیند انتقال، نحوه‌ی ساختمان و مشخصات هندسی آن، درجه حرارت کارکرد، ساز و کار انتقال حرارت، تعداد سیال و آرایش جریان دسته‌بندی می‌شوند.

صنایع زیادی در طراحی انواع مبدل‌های حرارتی فعالیت دارند و هم‌چنین، دروس متعددی در کالج‌ها و دانشگاه‌ها با نام‌های گوناگون در طراحی مبدل‌های حرارتی ارائه می‌گردد. محاسبات مربوط به مبدل‌ها کاری طولانی و اغلب خسته کننده است. مثلا طراحی یک مبدل برای یک عملیات به خصوص نیاز به حدس‌های زیادی دارد که با استفاده از آن‌ها و طبق استانداردها می‌توان اندازه‌های یک مبدل مناسب را پیدا کرد. اما با استفاده از برنامه‌های کامپیوتری تمام این محاسبات توسط کامپیوتر انجام می‌شود و طراح برای طراحی تنها باید شرایط عملیاتی و خواص سیالات حاضر در عملیات را وارد کند. نرم افزارهای Aspen B-jac و HTFS از این موارد هستند. این نرم‌افزارها شامل برنامه‌هایی می‌شوند که توانایی انجام چنین محاسباتی را دارند.

در بخشی از کتاب انتقال حرارت نانوسیال در مبدل حرارتی (Heat transfer of nanofluid in the heat exchanger) می‌خوانید:

به منظور انجام تحقیقات بر روی عنوانی مشخص، جمع‌آوری و گردآوری منظم اطلاعاتی قابل ‌اتکا و مستند از جمله اقدامات اجتناب ناپذیر است. با داشتن این اطلاعات بستری فراهم می‌گردد تا محقق با در اختیار داشتن روابط و قوانین حاکم، روند تجزیه و تحلیل داده‌ها و جریان مطالعه را به منظور میل به هدفی خاص و مشخص طی نماید. همچنین این امر سبب می‌شود تا محقق علاوه بر دسترسی به اطلاعات و معادلات حاکم بر سیستم، این امکان را به دست می‌آورد که با صرف وقت و هزینه به نتایج و اهداف مورد نظر دست یابد. روش گردآوری و تجمیع اطلاعات در این سیستم به صورت کتابخانه‌ای است. موضوعات کتابخانه‌ای به گونه‌ای است که غالبأ در اختیار محقق قرار ندارد و محقق به منظور گردآوری اطلاعات می‌بایست به منابع و تحقیق‌های گذشته رجوع نماید. در این تحقیق به منظور گردآوری اطلاعات از منابع فارسی، لاتین، کتب، مجلات و مقالات بین‌المللی معتبر استفاده خواهد شد. همچنین در این روش به منظور تعیین روابط ریاضی از روش حل معادلات به کمک نرم‌افزار ANSYS FLUENT استفاده شده است.

جمع‌آوری اطلاعات در زمینه‌های نظری و پیشینه آن با استفاده از کتاب‌ها، پایان‌نامه‌ها، مقالات بین‌المللی و پایگاه‌های اطلاعاتی، اطلاعات مورد نظر جهت تکمیل چارچوب نظری تحقیق استفاده شده است. همچنین برای گردآوری اطلاعات در مورد موضوع مورد نظر از مدارک و مستندات موجود بهره گرفته شده است. در این تحقیق به منظور گردآوری و دسترسی به تحقیقات و محاسبات پیشین حول موضوع مورد بحث، به مقالات، کتاب‌ها و سایت‌های بین‌المللی منتشر شده در زمینه صنعت نانوسیالات، انتقال حرارت، استفاده از نرم‌افزار‌های حل معادلات ریاضی در این زمینه، کتاب‌های نانوسیالات در پیشبرد پروژه و مبحث‌های مربوطه مراجعه شده است.