امیر بصیری پارسا

امیر بصیری پارسا


تاریخ انتشار : Publish : نسخه قابل چاپ Print


دانشگاه بوعلی سینا

 دانشکده مهندسی

گروه مهندسی مکانیک

پایان نامه برای دریافت درجه دکتری در رشته مهندسی مکانیک گرایش تبدیل انرژی

عنوان:

افزایش انتقال حرارت نانو سیالات از طریق کنترل اثرات تفرق حرارتی

 در یک مجرای پر شده با ماده متخلخل اشباع شده

 

استاد راهنما:

دکتر حبیب ا.. سایه وند

 

استاد مشاور:

دکتر شرلی ابلمان (دانشگاه ویتواترزلند، ژوهانسبورگ، آفریقای جنوبی)

 

اساتید داور خارجی:

دکتر حسین شکوهمند (دانشگاه تهران)

دکتر محمد حسن رحیمیان (دانشگاه تهران)

 

استاد داور داخلی:

دکتر محسن گودرزی

 

پژوهشگر:

امیر بصیری پارسا

 

زمان:

شنبه 27/10/1396  ساعت 11:00

مكان:

آمفی تئاتر دانشکده فنی و مهندسی

 

Engineering Department

Bu-Ali Sina University

  PhD Thesis defense session

 

Title:

Heat Transfer Enhancement of Nanofluids through Control of Thermal Dispersion effects in a Channel Filled with a Saturated Porous Media

 

Supervisor:

Dr. Habib-Ollah Sayehvand

 

Advisor:

 Dr. Shirley Abelman (University of the Witwatersrand, Johannesburg, South Africa)

 

Referees:

Dr. Hossein Shokoohmand (University of Tehran)

Dr. Mohammad Hassan Rahimian (University of Tehran)

Dr. Mohsen Goodarzi

 

 

By:

Amir Basiri Parsa

 

 

Date and Venue:

Saturday, 13 January 2018

Engineering Department Amphitheater

 

چكيده:

نانوسیال که از توزیع ذرات با ابعاد نانومتر در یک سیال معمولی، به عنوان سیال پایه، حاصل می‌شوند، نسل جدیدی از سیال با پتانسیل بسیار بالا در کاردبرهای صنعتی انتقال حرارت هستند. نتایج تئوری و تجربی نشان می­دهند که افزودن نانوذرات به سیال پایه، به دلیل برخوردار بودن از هدایت حرارتی بالا، باعث افزایش چشمگیر عدد ناسلت و در نتیجه میزان انتقال حرارت موثر، می شود. افزایش انتقال حرارت در داخل کانال، توسط کنترل اثرات تفرق حرارتی موضوع اصلی این پایان­نامه است. از آنجا که بیشتر محیط­های فیزیکی، در عمل دارای خواص تخلخلی می­باشند، لذا در این تحقیق، جنس توئی کانال به صورت متخلخل در نظر گرفته شده است، که به نوبه خود افزایش محدودی در انتقال حرارت را منجر می­شود. تحلیل مسئله با استفاده از مدل­سازی مخلوط دوفازی بونگیورنو و بدون درنظر گرفتن شرایط ساده­کننده، انجام گرفته و اثر عدم یکنواختی و پخش نانوذرات در داخل کانال، بر میدان­های سرعت و دما و همچنین نحوه پخش نانوذرات، در نظر گرفته شده است. همچنین، جهت بررسی اثر تزریق غیر سرتاسری (جزئی) نانوذرات به داخل کانال، آرایش نانوذرات تزریق شده را به دو صورت مرزی و مرکزی و با ضخامت­های مختلف، ایجاد کرده و نتایج آنها بر عدد ناسلت و میزان انتقال حرارت، در مقایسه با نتایج تزریق سرتاسری، قرار گرفته است. معادلات کاملا به هم وابسته، بقاء جرم، بقا اندازه حرکت، بقاء انرژی و معادله غلظت نانوذرات، برای هندسه مورد نظر نوشته شده و پس از بی­بعد سازی، توسط روش عددی مناسب (روش حجم کنترل بر پایه الگوریتم سیمپلر) مورد تحلیل قرار گرفته­اند. آنچه که نتایج این تحقیق را بیش از پیش به نتایج تجربی و تایید شده نزدیک می­سازد، مدل سازی دقیق دوفازی جریان نانوسیال و همچنین توجه به اثرات تفرق حرارتی بر میزان هدایت حرارتی موثر نانوسیال و در نتیجه مقدار عدد ناسلت و انتقال حرارت است. تفرق حرارتی به عنوان یک واقعیت انکارناپذیر در پدیده­های مربوط به انتقال حرارت در سیالات به شمار می­آید که عدم آشنایی با آن در نتایج تحقیقات گذشته، یکی از مهمترین عوامل ایجاد خطا می­باشد. لحاظ نمودن اثر عدم یکنواختی سرعت در سطح منافذ موجب تاثیر بر توزیع دما شده که این اثر را تفرق می­نامند و اساسا شامل انتقال از طریق نفوذ است. در این پژوهش به بررسی تاثیر پارامترهای فیزیکی مختلف از جمله: نوع آرایش نانوذرات تزریقی، ضخامت ناحیه تزریق، جنس ذرات نانو سیال، کسر حجمی (غلظت) نانوذرات تزریقی، عدد رینولدر و ...، بر نتایج پرداخته شده است. همچنین بررسی اثرات ناحیه ورودی و ناحیه انتقال داخل مجرا تا ایجاد شرایط کاملا توسعه یافتگی، یکی دیگر از جنبه­های جدید و نوآوری این پژوهش است. نتایج نشان می­دهد که جهت ایجاد انتقال حرارت بالا با بازده مطلوب و عدم استفاده از تزریق سرتاسری نانوذرات به داخل کانال جهت صرفه­جویی اقتصادی، ایجاد تزریق مرزی به مراتب بهتر و موثرتر از تزریق مرکزی بوده و ضمنا با استفاده از تزریق مرزی با ضخامت پنجاه درصد عرض کانال، می­توان به انتقال حرارت تقریبا برابر با انتقال حرارت ناشی از توزیع سرتاسری نانوذرات، دست یافت. با توجه به اهمیت بحث انتقال حرارت،  ارائه راهکارهای ساده و کم هزینه­ای همچون استفاده از نانوسیال به جای سیال خالص، توجه ویژه­ای را می­طلبد و لذا ارائه تحلیلی­ دقیق مبتنی با مدل سازی منطبق بر واقعیت، ارزش انکار ناپذیری را خواهد داشت.

واژه­های کلیدی: الگوریتم سیمپلر، تفرق حرارتی، کانال، محیط متخلخل، نانوسیال.

 

Abstract:

         The nanofluid that is produced from the nanosized particles in a common fluid, as the base fluid, is a new generation of fluid with a high potential in industrial applications. Theoretical and experimental results show that the addition of nanoparticles to the base fluid results in a dramatic increase in the Nusselt number and hence the amounts of effective heat transfer. Therefore, nanofluids are suitable for use in heat transfer applications. Increasing the heat transfer inside the ducts (especially the channel) through control of thermal dispersion effects is the subject of this research. Since, the most physical environments have porosity properties in practice, therefore, in this research; the medium of the channel is considered as porous, which leads to a limited increase in heat transfer. The problem analysis was carried out using Boungiorno's exact modeling without considering the simplifying conditions and the effect of the non-uniformity and distribution of nanoparticles on the velocity and temperature fields are considered. Also, in order to investigate the effect of partial injection of nanoparticles into the channel, the nanoparticle injections were made in two different distributions, with different thickness and their results on Nusselt number and heat transfer rate, are investigated. The coupled equations, continuity, momentum, energy and concentration of nanoparticles are written for the desired geometry and then analyzed by appropriate numerical method (control volume method based on the Simpler algorithm). Thermal dissipation is considered as an irrefutable fact in the phenomena of heat transfer in fluids, which is one of the most important causes of error in the results of previous research. In this study, the effect of various physical parameters on the results has been studied. Some of these parameters are: the type of nanoparticles distribution, the thickness of the injection region, the nano particles types, the volume fraction (concentration) of the injected nanoparticles, the Reynolds number and etc.

 

Key Words: channel, nanofluid, porous medium, SIMPLER algorithm, Thermal dispersion.

 

 

رزومه

 

تاریخ تولد: 27/5/1363

محل تولد: همدان

وضعیت تاهل: متاهل

تدین: اسلام

مذهب: شیعه

پست الکترونیکی: amirbparsa@yahoo.com amirbparsa@basu.ac.ir,

 

 

 

سوابق آموزشی

 

دكتري:
مهندسی مکانیک- تبدیل انرژی

از1/11/1390 تا 23/10/96

دانشگاه بوعلی سینا همدان- دانشکده مهندسی- گروه مکانیک

سهمیه قبولی: قبولي در آزمون دكتري 1390

عنوان پایان نامه: افزایش انتقال حرارت در کانال متخلخل توسط کنترل اثرات تفرق حرارتی

استاد راهنما: حبیب ا... سایه وند

قبولی در آزمون جامع به عنوان نفر برتر دوره- معدل 20/17

 

 

 

 

 

 

کارشناسی ارشد:
مهندسی مکانیک- تبدیل انرژی

از 1/7/1387 تا 19/11/1389

دانشگاه بوعلی سینا همدان- دانشکده مهندسی- گروه مکانیک

سهمیه قبولی: نفر برتر دوره کارشناسی- بدون آزمون ورودی

عنوان پایان نامه: بررسی مسائل لایه-مرزی همراه با اثرات هیدرودینامیک مغناطیسی

پذیرفته شده بعنوان پایان نامه برتر دانشکده مهندسی و استخراج 7 مقاله ژورنالی و 3 مقاله کنفرانسی

نفر برتر دوره به لحاظ معدل

معدل کل دوره: 20/17

 


 

 

 

 

 

 

 

کارشناسی:
مهندسی مکانیک- حرارت و سیالات

از 1/7/1382 تا 16/7/1386

دانشگاه بوعلی سینا همدان- دانشکده مهندسی- گروه مکانیک

سهمیه قبولی: قبولی در آزمون سراسری سال 1382

عنوان پایان نامه: طراحی دستگاه فواره موزیکال

نفر برتر دوره به لحاظ معدل

معدل کل دوره: 64/15

 

  

 

 

 

 

 

 

دیپلم:
دبیرستان عارف همدان

نفر برتر دوره به لحاظ معدل

معدل کل دوره: 75/18

 



 

سوابق تحقیقاتی، فعالیت ها و عناوین علمی

 

·        نگارنده 23 مقاله در نشریات معتبر علمی (ISI)

·        دانشجوی نمونه کشوری در سال 1391 در بخش پژوهشی

·        دانشجوی نمونه دانشگاه بوعلی سینا در سال های 1389 و 1391 و 1392

·        پژوهشگر برتر دانشکده مهندسی دانشگاه بوعلی سینا در بخش دانشجویی در سال های 1389 و 1391

·        پژوهشگر برتر دانشگاه آزاد اسلامی واحد همدان به عنوان استاد حق التدریس در سال های 1393 و 1394

·        نفر برتر دوره در مقطع کارشناسی در دانشگاه بوعلی سینا

·        نفر برتر دوره در مقطع کارشناسی ارشد در دانشگاه بوعلی سینا

·        نفر برتر دوره در مقطع دکتری در دانشگاه بوعلی سینا

·        نفر برتر دوره در آزمون جامع در دانشگاه بوعلی سینا

·        عضو بنیاد نخبگان

·        دبیر پژوهشکده هوافضای دانشگاه بوعلی سینا (87-84)

·        دبیر انجمن علمی مهندسی مکانیک دانشگاه بوعلی سینا (86-84)

·        دبیر سرویس ورزشی خبرگزاری دانشجویان ایران- ایسنا- واحد استان همدان (86-82)

·        عضو مرکز استعدادهای درخشان دانشگاه بوعلی سینا

·        عضو انجمن مهندسان مکانیک ایران

·        دبیر اولین دوره مسابقات ورزشی دانشکده مهندسی (88)

 

مدارک و گواهی نامه ها

·        اخذ مدرک CNC درجه 2 از سازمان فنی و حرفه ای کشور (86)

·        اخذ مدرک نیوماتیک از سازمان فنی و حرفه ای کشور (86)

·        اخذ مدرک ریخته گری تحت فشار

·        اخذ مدرک تست غیر مخرب

 

موضوعات پژوهشی

 

·        دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)

·        حل تحلیلی مسائل لایه مرزی

·        انتقال حرارت

·        آنالیز ترمودینامیکی سیستم­ها

·        سوخت و احتراق

·        شبکه های عصبی و هوش مصنوعی

·        بهینه سازی سوخت و نیروگاه

·        طراحی سیستم های تهویه مطبوع

·        محیط­های متخلخل و. نانو سیال

 

برخی از مقالات علمی (ژورنالی و کنفرانسی)

 

The Journal Papers

Condition

Journal

Title

Number

·        Published

·        Energy

·        Parametric analysis and optimization of regenerative Clausius and organic Rankine cycles with two feedwater heaters using artificial bees colony and artificial neural network

·        1

·         

·         

·         

·         

·        Published

 

·        Computers in Biology and Medicine

·        Semi-computational simulation of magneto hemodynamic flow in a semi porous channel using optimal homotopy and differential transform methods

·        2

·         

·         

·         

·         

·        Published

·         

·        Heat Transfer - Asian Research

·        Analytical Modeling of heat convection in magnetized micropolar fluid by using modified differential transform method

·         

·        3

·        Published

·         

·        Part A: Journal of Power and Energy   

 

·        Analysis and optimization of a transcritical power cycle with regenerator using artificial neural networks and genetic algorithms

·         

·        4

·        Published

·         

·        Energy

·        Parametric study and optimization of a Bryton and inverse Bryton cycle using artificial neural network and artificial bees colony

·         

·        5

·        Published

·         

·        Heat Transfer—Asian Research

·        MHD boundary‐layer flow over a stretching surface with internal heat generation or absorption

·        6

·         

·         

·         

·         

·        Published

·         

·        Heat Transfer - Asian Research

·        Analytical Solution and Numerical Simulation for

·        One-Dimensional Steady Nonlinear Heat Conduction in a Longitudinal Radial Fin with Various Profiles

·        7

·         

·         

·         

·         

·        Published

·         

·        Heat Transfer - Asian Research

·        Solving of boundary-layer equations with transpiration effects, government on a vertical permeable cylinder by using  modified differential transform method

·         

·        8

·        Published

·         

·        Mathematical Problems in Engineering

Lie Group Solution for Free Convective Flow of a Nanofluid Past a Chemically Reacting Horizontal Plate in a Porous Media

·        9

·         

·         

 

·         

·        Published

·         

·        Walailak Journal

·        Analytical and Numerical Solutions of Vapor Flow in a Flat Plate Heat Pipe

·         

·        10

·        Published

·         

·        Abstract and Applied Analysis

·        MHD Natural Convection with Convective Surface Boundary Condition over a flat plate

·        11

·         

·         

·         

·         

·        Published

·         

·        Applied Bionics and Biomechanics

·        Parametric analysis of entropy generation in magneto-hemodynamic flow in a semi-porous channel with OHAM and DTM

·        12

·         

·         

·         

·         

·        Published

·         

·        Applied Mathematics and Mechanics

·        Analytical solution of MHD flow in the boundary-layer over a stretching surface with internal heat generation or absorption

 

·         

13

·         

·        Published

·         

·        Journal of Mechanical Science and Technology

·        Analytical solution of non-Fourier and Fourier bioheat transfer analysis during laser irradiation of skin tissue

 

14

 

 

·         

·         

·         

 

·        Published

 

·        Computers in Biology and Medicine

·        Semi-computational simulation of magneto hemodynamic flow in a semi porous channel using optimal homotopy and differential transform methods

15

·         

·         

·         

 

·        Published

·        International Journal of Computational Methods

·        The modified Differential Transform Method for solving off-centered stagnation flow towards a rotating disc

·         

16

·        Accepted-Inpress

·         

·        Journal of heat transfer

Scaling Transformations for Mass Transfer Effects on MHD Natural Convection with Convective Surface Boundary Condition

17

·         

·         

 

 

Published

Journal of Thermal Science

Entropy Generation Analysis Of The Revised Cheng–Minkowycz Problem for Natural Convective Boundary Layer Flow Of Nanofluid In A Porousmedium Using An Analytical Method

18

 

 

 

 

Published

Computational Methods for Differential Equations

Analytical solution of MHD flow and heat transfer over a permeable nonlinearly stretching sheet in a porous medium filled by a nanofluid

 

19

 

 

 

 

Published

International Journal of Exergy

Exergetic Optimization of a Multi-Stage Compression Transcritical Refrigeration Cycle

 

20

 

 

 

 

Published

Thermal Science

Numerical analysis of forced convection heat transfer from two tandem circular cylinders embedded in a porous medium

21

 

 

 

 

Published

Progress in Computational Fluid Dynamics An International Journal

Group Analysis and Numerical Solution of Slip Flow of a Nanofluid in Porous Media with Heat Transfer

 

 

22

 

 

 

 

Published

Results in physics

 

A new numerical method for investigation of thermophoresis and Brownian motion effects on MHD nanofluid flow and heat transfer between parallel plates partially filled with a porous medium.

23

 

 

 

 

Published

Quaestiones Mathematicae

Nanofluid Flow and Heat Transfer in a Brinkman Porous Channel with Variable Porosity.

24

 

The Selected of  Conference Papers

Condition

Conference

·       Title

Number

·        Fullpaper accepted-

·        Presented

·        FD 2010  Shiraz-Iran (September 2010)

·        Application of modified differential transform method for solving MHD boundary-layer equations in a micropolar fluid at a stretching surface

·         

·        1

·        Fullpaper accepted-

·        Presented

·        INCOTEE 2011- Kalasalingam India (March 24-26, 2011)

 

·        Application Of Homotopy Analysis Method To Determine The Fin Efficiency With Variable Cross-Section With Temperature-Dependent Thermal Conductivity

·         

·        2

·        پذیرفته و ارائه شد

·          نوزدهمین همایش سالانه مهندسی مکانیک ایران   (ISME 2011) ایران، تهران، دانشگاه صنعتی شریف، 21 - 23 اردیبهشت 1389

·        بررسی تنش و آسیب حرارتی پوست در فرایند گرمایش  با استفاده از معادله انتقال حرارت غیرفوریه

·        3

·         

·           

·         

·         

·        پذیرفته و ارائه شد

·          نوزدهمین همایش سالانه مهندسی مکانیک ایران   (ISME 2011) ایران، بیرجند، دانشگاه بیرجند، 20 - 22 اردیبهشت 1390

·          بررسی عددي انتقال حرارت لیزري در یک میکروفیلم سه بعدي با معادلات تأخیر فاز دوگانه

·        4

·         

·           

·         

·         

·        Fullpaper accepted-

·        Presented

·        CONV-14: Int. Symp. on Convective Heat and Mass Transfer

·        June 8-13, 2014, Turkey

·           

·        Analytical approximatio and numerical solution of electrically conducting fluid flow over a stretched with the nonlinear velocity in a porous medium filled by a nanofluid

·         

·        5

         

 

 

 

 

 

 

 

 

سوابق کاری و پروژه ها

 

·        ناظر شرکت بازرسی کیفیت و استاندارد ایران (91-88)

·        عضو پایه دو سازمان نظام مهندسی ساختمان

·        طراح و ناظر پروژه های گازرسانی به صنایع-شرکت ملی گاز ایران (استان همدان) (89-84)

·        طراح و ناظر پروژه خط لوله فشار قوی گاز واحد فولاد ویان

·        ناظر نصب تجهیزات مکانیکی واحد فولاد ویان همدان

·        ناظر نصب تجهیزات آزمایشگاهی دانشگاه آزاد همدان

·        طراحی و بهینه سازی مصرف انرژی در واحد های صنعتی شهرک صنعتی بوعلی همدان

·        طراح و ناظر در شرکت ساخت دیگ های بخار (شرکت سوپر اکشن و پاکفن بخار)

·        طراح سیستم های تهویه مطبوع و تاسیسات (89-87)

 

سوابق تدریس

 

·        سرپرستی سه پروژه پایان نامه کارشناسی

·        مدرس درس ترموديناميك 1 در دانشگاه بوعلی سینا

·        مدرس درس مبانی برنامه نویسی کامپیوتر در دانشگاه بوعلی سینا

·        مدرس دروس تخصصی در دانشگاه ملایر

·        مدرس درس نیروگاه های حرارتی در دانشگاه ملایر

·        مدرس درس توربوماشین ها در دانشگاه ملایر

·        مدرس درس تبرید و سردخانه در دانشگاه ملایر

·        مدرس درس طراحی مبدل های حرارتی در دانشگاه ملایر

·        مدرس درس ترموديناميك 1 در دانشگاه ملایر

·        مدرس درس انتقال حرارت 1 در دانشگاه ملایر

·        مدرس درس مکانیک سیالات 1 در دانشگاه ملایر

·        مدرس درس مکانیک سیالات 2 در دانشگاه ملایر

·        مدرس درس نقشه کشی صنعتی در دانشگاه ملایر

·        مدرس درس کارگاه عمومی در دانشگاه ملایر

·        مدرس درس نيروگاه هاي حرارتي در دانشگاه ملایر

·        مدرس درس کارگاه عمومی در دانشگاه جامع علمي كاربردي

·        مدرس درس ترموديناميك 1 در دانشگاه آزاد اسلامی (واحد همدان)

·        مدرس درس انتقال حرارت 1 در دانشگاه دانشگاه آزاد اسلامی (واحد همدان)

·        مدرس درس مکانیک سیالات 1 در دانشگاه دانشگاه آزاد اسلامی (واحد همدان)

·        مدرس درس مکانیک سیالات 2 در دانشگاه دانشگاه آزاد اسلامی (واحد همدان)

 

مهارت های کامپیوتری و نرم افزاری

 

مسلط به نرم افزار های تخصصی ذیل

·        Mathematica

·        Ansys (Fluent & CFX)

·        Maple

·        Programming Language: Fortran 

·        Auto Cad

·        Matlab

·        Gambit and Fluent

·        Mechanical desktop

·        MS Office (Word, Excel, Power point)

 

 

زبان

 

·        فارسی (زبان مادری)

·        انگلیسی (حدودا ماهر)

·        فرانسه (مقدماتی)

 

 

فعالیت های دیگر

 

·        عضو تیم فوتبال دانشگاه بوعلی سینای همدان و نایب قهرمان کشور به همراه این تیم (1390)

·        نایب قهرمان مسابقات کشتی آزاد نوجوانان استان همدان (1379)

·         عضو تیم کوهنوردی هما و صعود به کلیه ارتفاعات بین المللی کشور