تحقيق تجريبي وعددي لتحسين تبريد مكيف الهواء باستخدام مواد نانوية

رسالة ماجستير

اسم الباحث : هديل صلاح هادي

اسم المشرف : أ.م.د. عباس ساهي شريف ;م.د. حيدر ناظم عزيز

الكلمات المفتاحية : Air Conditioning ,Enhancement,Nano Materials

الكلية : كلية الهندسة

الاختصاص : هندسة ميكانيك - ميكانيك موائع وحراريات

سنة نشر البحث : 2019

تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث

المستخلص

الهدف من هذا البحث هو دراسة تأثير استخدام المواد النانوية اوكسيد الامنيوم– فريون والفضة- فريون كعوامل محسنة للنقل الحراري في منظومة تكييف الهواء.

التحقيق في هذه الدراسة تم إجراءه مختبريا بواسطة استخدام جهاز اختبار وتحليل عددي من خلال تصميم نماذج ثلاثية الأبعاد بواسطة استخدام برنامج ديناميكيات الموائع الحسابية (CFD)

الاختبارات التجريبية تكون من مكيف الهواء وزيت التشحيم والمائع التشغيلي (R22) وأجهزة متحسس حراري للهواء والمقاييس مثل مقياس الضغط ، جهاز قياس درجة الحرارة و متحسسات الحرارة. حيث تم قياس درجة الحرارة والضغط في مواقع مختلفة.

في التحليل العددي ، تم تحديد السلوك السكوني للموائع في جزء المبخر من مكيف الهواء، تم تنفيذ الشروط الحدودية المناسبة والمعادلات الحاكمة والتحليل من خلال (CFD) الثلاثي الأبعاد و (ANSYS workbench version16.1) تم الحصول على درجة حرارة والضغط عند الدخول والخروج من ANSYS FLUENT بعد استخدام النتائج التجريبية ثم مقارنتها مع النتائج التجريبية.

أثبتت كل من النتائج العددية والتجريبية أن الضغط المائع التشغيلي في مدخل ومخرج المبخر انخفض قليلا مع استخدام المائع النانوي الملائم. في حين ارتفعت درجة الحرارة مع المائع النانوي.

تظهر النتيجة التجريبية أن الحد الأقصى لفرق درجات الحرارة تم الحصول عليه عند (0.15٪كتلية) من المائع النانوي لـ. Ag-R22

وأقصى تحسين في COP مع إضافة الجسيمات النانوية (Ag) إلى المبرد R22 مع 0.15٪ كتلي وازداد التحسين بنسبة (144.71)

An Experimental and Numerical Investigation of Air Conditioning Cooling Enhancement Using Nano Materials

Abstract

The objective of this research is to study the effect of utilizing (Al2O3-R22 and Ag-R22) nanofluids as heat transfer agent in the performance of the air conditioning system.
The investigation in this study has been conducted experimentally by utilizing a test rig and numerically through designing 3D models by using the Computational Fluid Dynamics (CFD) software.
The experimental tests consisted of an air conditioner, lubricant oil, working fluid system (R22), heat resistant and measuring devices such as pressure gauge, temperature recorder meter, and thermocouples. Temperature and pressure were measured in different positions.
In the numerical analysis, the static behavior of a fluid in the evaporator part of the air conditioning was determined. The suitable boundary conditions and governing equations were performed and solving by utilizing 3D Computational Fluid Dynamics (CFD) and ANSYS workbench (version 16.1). The inlet and outlet temperature and pressure were obtained from ANSYS FLUENT after input the data base from experimental work then they compared with the experimental results.
Both numerical and experimental results were proved that the pressure of the working fluid at inlet and outlet evaporator was decreased when utilizing appropriate nanofluids. While the temperatures increased with nanofluid.
The experimental results showed that the maximum difference in the temperatures was obtained at (0.15 wt. %) nanofluid for Ag-R22.
From the results, the maximum enhancement in the COP was when adding the (Ag) nanoparticles to the refrigerant R22 by (0.15% wt.) and the enhancement increased by (144.71) %.