دانلود رایگان ترجمه مقاله بررسی تجربی انتقال حرارت در یک سینک گرماگیر با نانوسیال های آلومینا – ۲۰۱۲

مقالات انگلیسی و ترجمه های فارسی رایگان با فرمت PDF آماده دانلود رایگان میباشند

همچنین ترجمه مقاله با فرمت ورد نیز قابل خریداری و دانلود میباشد

مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

خرید ترجمه با فرمت ورد

فهرست مقاله:

چکیده
۱- مقدمه
۲- تهیه و ویژگی ها ی نانوسیالات
۳- دستگاه ازمایش
۴- نتایج ازمایشی و بحث
۵- نتیجه گیری

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

۱- مقدمه
در طی دو دهه اخیر، تحقیقات زیادی بر روی تجهیزات خنک سازی کارامد برای دستگاه الکترونیکی و برای سیستم ها ی مدیریت حرارتی مطمئن و فشرده صورت گرفته است. در میان دستگاه ها ی مختلف خنک کننده الکترونیک، سینک ها ی حرارتی باله صفحه ای به فراوانی به دلیل مزیت ها ی خود نظیر طراحی ساده و هزینه ها ی تولید پایین استفاده می شوند. با ا ین حال مواردی وجود دارد که در آن ها می توان سادگی دستگاه انتقال دما را قربانی کارایی و اثر بخشی بالاتر کرد. برای رسیدن به ا ین هدف، اصلاحات و تغییرات اندکی لازم است نظیر افزودن پین ها به سینک ها ی حرارتی موجود. ا ین مقاله به بررسی اثر استفاده از پینها ی دایره ای به صفحات یا سینک ها ی حرارتی با استفاده از نانو سیالات می پردازد.
در طی سال ها ی اخیر، نانو سیالات یک کاندید ایده ال برای بهبود انتقال حرارت می باشند/( کوی ۱۹۹۵، لی و همکاران ۱۹۹۹). مطالعات مختلف بر روی عملکرد انتقال همرفتی گرما و حرارت تانو سیالات انجام شده اند( ون و دینگ، هریس و ااعتماد ۲۰۰۶، هوانک و همکاران ۲۰۰۹). آن ها به ا ین نتیجه رسیده اند که نانو سیالات موجود بهبود انتقال دما و حرارت در مقایسه با سیالات پایه ای می شوند منصور و همکاران ۲۰۱۱ به مطالعه همرفت ترکیبی ترکیب اب- الومینیوم اکسید درون لوله خمیده پرداخته و به ا ین نتیجه رسیدند که کسر حجمی بالاتری از ذرات موجب کاهش در عدد ناسلت در موقعیت افقی شد. هو و همکاران ۲۰۱۰ ازمایشاتی را برای بررسی عملکرد همرفتی تحت فشار صفحه مس در سینک حرارتی میکرو کانال با الومینیوم اکسید – نانو سیالات اب به عنوان یک ماده خنک کننده انجام دادند. نتایج نشان داده است که سینک حرارتی خنک سازی شده با نانو سیال عملکرد بهتری از اب خنک دارد، و دارای ضریب انتقال حرارتی متوسط بالایی می باشد و در عین حال دارای مقاومت حرارتی پایین و دمای دیوار می باشد.
پانزالتی و همکاران(۲۰۰۹) تحلیل عددی را بر روی اثر حاصل از استفاده از نانوذرات اکسید مس- آب در مبدل حرارتی صفحه مینیاتوری انجام دادند. در مطالعه آن ها بهبود انتقال حرارت در نرخ چریان پایین مایع خنک کننده برجسته تر بود. اخیرا، زو و همکاران ۲۰۱۲ به بررسی ازمایشی انتقال حرارتی همرفتی و ویژگی ها ی اصطکاکی نانو سیالات نقره در سینک حرارتی پرداختند. آن ها خاطر نشان کرده اند که کسر حجمی نانوذرات نقره تاثیر معنی داری بر ضریب انتقال حرارت همرفتی سینک حرارت میکروپینت دارد و مقاومت حرارتی نانو سیال کم تر از اب مقطر است. هم چنین، دانتونسنک و همکاران ۲۰۱۲، یک مطالعه ازمایشی را بر روی انتقال حرارت و ویژگی ها ی افت فشار ۱، ۲ و ۳ درصد وزنی انجام دادند. نانوسیالات اب- الومینیوم اکسید از سینک حرارتی میکروکانال مستطیل جریان می یابد. نتایج نشان می دهد که عملکرد انتقال حرارتی MCHS با افزایش عدد رینولد علاوه بر غلظت ها ی ذرات افزایش می یابد. آن ها یک افزایش بیشینه ۱۵ درصدی را در ضریب انتقال حرارتی با استفاده از نانو ذرات نشان می دهد. نتایج نشان داده است که افزودن الومینیوم اکسید و تیتانیوم اکسید به اب در نسبت ۴ درصد موجب افزایش هدایت گرمایی تا به ترتیب ۱۱٫۹۸ و ۹٫۹۷ درصد می شود. در نها یت، للومیکر و سورش ۲۰۱۲، نانو سیالات اکسید مس/ اب را با کسر حجمی ۰٫۱ درصد و ۰٫۲ درصد نشان دادند. آن ها بلوک ها ی آب مس با ابعاد ۵۵ × ۵۵ × ۱۹ میلی متر را برای مطالعه خود نشان دادند. ضریب انتقال حرارتی همرفتی بلوک اب با افزایش نرخ جریان حجمی و کسر حجمی نانوذرات افزایش می یابد افزایش حداکثر در ضریب انتقال حرارت همرفتی برای کسر حجمی ۰٫۲ درصد در مقایسه با آب مشاهده می شود. در ا ین حالت، همبستگی برای عدد نوسلت مطابق با عدد ازمایشی نسل در ۷٫۵ درصد افزایش می یابد.
تا آن جا که می دانیم، مطالعات قبلی در خصوص توانایی خنک سازی نانو سیالات الومینیوم اکسید– اب در سینک حرارتی به خصوص با کسر حجمی ذرات پایین انجام نشده اند. از ا ین روی، هدف اصلی ا ین مطالعه تحلیل ازمایشی عملکرد نانو سیالات الومینیوم اکسید– اب در غلظت ها ی حجم ذرات کوچک تر برای انتشار حرارت در یک سینک حراراتی جدید و مقایسه نتایج با سینک حرارتی صفحه ای می باشد.
۲- تهیه و ویژگی ها ی نانوسیالات
نانوذرات کروی الومینیوم اکسید خریداری شده از شرکت واکر المان با اندازه ذرات متوسط ۱۸ نانومتر و ۹۹٫۹ درصد خلوص در اب مقطر حل شد تا نانو سیالات الومینیوم اکسید– اب تولید شود. نانو سیالات با روش دو مرحله ای بدون سورفاکانت برای جلوگیری از تاثیر گذاری بر روی رسانایی حرارتی و ویسکوزیته سنتز شدند. کسر ها ی حجمی مطلوب نانوذرات با سیال پایه تهیه شده سپس در حمام الترا سونیک قرار می گیرد. نانو سیالات الومینیوم اکسید– اب مورد استفاده در ا ین مطالعه به مدت ۷۲ ساعت بدون هر گونه پایداری خود را حفظ کردند. چهار کسر از نانوسیالات ۰٫۵، ۱% ۱٫۵ و ۲ درصد حجمی برای ازمایش تهیه شدند

بخشی از مقاله انگلیسی:

۱٫ INTRODUCTION

During the last two decades, there has been a monumental thorough search for more efficient cooling equipment for electronics and for more compact and reliable thermal management systems. Among different available electronic cooling devices, plate fin heat sinks are the most widely used because of several major advantages such as their simple design and low manufacturing costs. But there are cases where we need to sacrifice simplicity of heat transfer devices for their higher efficiency. To attain this goal, slight but efficacious modifications should be made, such as adding some pins to the currently available plate fin heat sinks. This paper investigates the effect of adding circular pins to the base plate of a plate fin heat sink by using nanofluids. In recent years, nanofluids have been proved to be an ideal candidate for enhancing heat transfer (Choi, 1995; Lee et al., 1999). Various studies have been conducted on the performance of convective heat transfer of nanofluids (Wen and Ding; Heris and Etemad, 2006; Hwang et al., 2009). They have concluded that nanofluids provide heat transfer enhancement in comparison with their corresponding base fluids. Mansour et al. (2011) studied the mixed convection of a water– Al2O3 mixture inside an inclined tube and concluded that higher volume fractions of particles clearly induced a decrease in the Nusselt number in the horizontal position. Ho et al. (2010) conducted experiments to investigate forced convective cooling performance of a copper plate fin microchannel heat sink with the Al2O3– water nanofluid as a coolant. Their results showed that the nanofluid-cooled heat sink outperforms a water-cooled one, having a significantly higher average heat transfer coefficient and thereby markedly lower thermal resistance and wall temperature. Pantzali et al. (2009) performed experimental and numerical analyses of the effect produced by using CuO–water nanofluids in a miniature plate heat exchanger (PHE) with a modulated surface. In their study, heat transfer enhancement was more pronounced at lower cooling liquid flow rates. More recently, Zhou et al. (2012) investigated experimentally the convective heat transfer and friction characteristics of a silver nanofluid in a micro-pin-finned heat sink. They stated that the volume fraction of silver nanoparticles significantly affected the convection heat transfer coefficient of the micro-pin-finned heat sink, and the thermal resistance of the nanofluid was lower than that of deionized water. Also, Duangthongsuk et al. (2012) presented an experimental study on the heat transfer and pressure drop characteristics of 1.0, 2.0, and 3.0 wt.% Al2O3–water nanofluids flowing through an aluminum rectangular microchannel heat sink (MCHS). The results indicated that the heat transfer performance of MCHS increased with increasing Reynolds number as well as particle concentrations. They reached a maximal 15%- increase in the heat transfer coefficient using nanofluids. In another effort, Ijam et al. (2012) studied a laminar flow of Al2O3–water and TiO2–water nanofluids with different volume fractions of nanoparticles as coolants for a copper minichannel heat sink. The result showed that the adding of Al2O3 and TiO2 nanoparticles to water at a volume fraction of 4% enhanced the thermal conductivity by 11.98% and 9.97%, respectively. Finally, Selvakumar and Suresh (2012) prepared CuO/water nanofluids with volume fractions of 0.1% and 0.2%. They used a thin channeled copper water block of overall dimension 55 × ۵۵ × ۱۹ mm for their study. The convective heat transfer coefficient of the water block was found to increase with the volume flow rate and nanoparticle volume fraction, and the maximum rise (29.63%) in the convective heat transfer coefficient was observed for the 0.2% volume fraction compared to deionized water. In their work, a correlation was proposed for Nusselt number which fits the experimental Nusselt number within 7.5%. To the knowledge of the present authors, there has not been any previous work concerning the cooling capability of alumina–water nanofluids in a plate pin-finned heat sink, especially with lower particle volume fractions. Thus, the main objective of the present work was to analyze experimentally the performance of Al2O3– water nanofluids at small particle volume concentrations for the purpose of heat dissipation in a novel heat sink and to compare the results with the traditional plate fin heat sink.

۲٫ PREPARATION AND PROPERTIES OF NANOFLUIDS

Al2O3 spherical nanoparticles (purchased from Wacker, Germany) with an averaged particle size of 18 nm and 99.9% purity were dispersed in distilled water, as the base fluid, to form Al2O3–water nanofluids. The nanofluids were synthesized by the two-step method, without any surfactant in order not to affect the viscosity and thermal conductivity (k) of suspensions. The desired volume fractions of alumina–water nanofluids were prepared by mixing appropriate quantities of nanoparticles with the base fluid, and then sonicated in an ultrasonic bath (Hielscher UP400S, H40sonotrode) for at least 90 min. The nanofluids used in the current study stayed stable for a period of 72 h without any visible settlement. Four volume fractions of the nanofluids, Φ = ۰٫۵, ۱, ۱٫۵, and 2 vol.%, were prepared for the experiment.