مرز و با در نظر گرفتن اثر المان ها بر روی المان دیگر در کنار اثر المان بر روی خود می توان تنش ها و جابجایی های هر المان را محاسبه نمود. به منظور میل به داده های دقیق تر و افزایش دقت این روش برای تحلیل میدان های تنش در نوک ترک ها و در ادامه تحقیقات انجام گرفته، روش جابجایی ناپیوستگی مراتب بالاتر (خطی[1]، مرتبه دوم[2] و سوم[3]) نیز ارائه شد. ترک های ثانویه به عنوان عوامل گسترش ترک می توانند نقش مهمی در تشکیل بلوک های سنگی با اندازه های متفاوت داشته باشند. ترک های باله ای و برشی می توانند از نوک ترک موجود در توده سنگی تحت کشش یا فشار گسترش یابند. از این رو پدیده کینک در این ترک ها توسط برنامه TDDCKCR (روش جابجایی ناپیوستگی مرتبه سوم برای ترک های کینک) مدل سازی شده تا بتوان با استفاده از معیار تنش مماسی بیشینه و معیار بیشترین نرخ رهایی انرژی کرنشی به ترتیب زاویه شروع ترک و نرخ رهایی انرژی کرنشی مربوط به آن را محاسبه نمود. همچنین با اعمال شرایط مرزی مناسب برای حالات گوناگون ترک می توان تنش نرمال و برشی، جابجایی نرمال و برشی بر روی مرزها یا در خارج نقاط ترک را محاسبه نمود. ضریب تمرکز تنش به عنوان یک پارامتر اساسی در تحلیل شروع ترک می تواند بسته به انواع مد شکست با مقدار بحرانی خود برای تخمین شروع ترک مقایسه شود. با حل چندین مسئله به منظور تایید دقت برنامه TDDCKCR و همچنین مقایسه آن با برنامه TDDKCR (روش جابجایی ناپیوستگی مرتبه دوم برای ترک کینک) می توان نتیجه گرفت که داده های بدست آمده از مرتبه سوم مطابقت بهتری با داده های تحلیلی دارند اما این داده ها اختلاف چندانی با خروجی های برنامه TDDKCR نداشته و هر دو برنامه تحلیل مناسبی از مدل رفتاری ترک های دارای پدیده کینک خواهند داشت. فهرست مطالب فصل اول: مقدمه و ضرورت تحقیق 1-1- مقدمه. 2 1-2- شروع ریزش ناشی از شکست ها. 3 1-2-کاربرد روش های عددی در تحلیل ترک ها. 4 1-2-1-روش المان محدود و المان مرزی. 4 1-2-2-روند تحلیل ترک. 5 1-3-هدف پایان نامه. 6 1-4- مروری بر فصول پایان نامه. 7 فصل دوم: کینک و پیدایش ترک های ثانویه 2-1- مفاهیم اولیه مکانیک شکست در تحلیل ترک ها. 10 2-1-1- ضریب شدت تنش …. 10 2-1-2-نرخ آزادی انرژی کرنش .. 10 2-1-3-چقرمگی شکست ….. 11 2-1-4-مقاومت ترک .. 13 2-2-مدهای شکست ناشی از بار وارده و جابجایی های حاصل از آن 14 2-3-مکانیک شکست الاستیک خطی. 15 2-4-تنش الاستیک خطی نوک ترک و جایجایی ناشی از آن. 16 2-4-1- تابع تنش وسترگارد. 16 2-4-2- اصول ترکیب میدان های الاستیک خطی. 18 2-5- معیارهای شکست بنیادی. 20 2-5-1- معیار تنش مماسی ماکزیمم-معیار . 20 2-5-2- نکاتی در مورد معیار تنش مماسی بیشینه. 21 2-5-3- معیار بیشترین نرخ رهایی انرژی- معیار .. 22 2-5-4- معیار کمترین چگالی انرژی کرنشی یا معیار . 23 2-6-ترک و پدیده کینک. 24 2-6-1-ترک های اولیه. 24 2-6-2-ترک های ثانویه. 24 دانلود پایان نامه 2-6-3-پیشرفت های اخیر در بررسی ترک های ثانویه. 26 2-6-4-پدیده کینک. 27 2-4-5-پیشرفت های اخیر در تحلیل تنش در نوک ترک های کینک 28 فصل سوم: کاربرد روش های عددی در مدل سازی ترک ها 3-1-المان مرزی. 31 3-2- راه حل های تحلیلی و عددی. 31 3-3- مسائل درونی/ بیرونی. 31 3-4- روش های المان مرزی مستقیم و غیر مستقیم. 32 3-5-روش های المان مرزی غیرمستقیم. 33 3-5-1-روش جابجایی- ناپیوستگی. 33 3-5-2-روش جابجایی ناپیوستگی در یک جامد نامحدود. 33 3-5-3-راه حل عددی مسئله ترک تحت فشار. 39 3-5-4- تبدیلات مختصات. 42 3-5-5-ضرایب تاثیر. 45 3-5-6- مسائل بیرونی و درونی در روش جابجایی- ناپیوستگی 48 3-5-7-شرایط تقارن. 49 فصل چهارم: مدل سازی ترک کینک با روش جابجایی ناپیوستگی مرتبه سوم 4-1- مقدمه. 53 این مطلب را هم بخوانید : وقتی به صفحه اول گوگل برسیم چه اتفاقی می افتد؟ 4-2- روند تحلیل ترک کینک با استفاده از روش جابجایی ناپیوستگی مرتبه سوم. 54 4-2-1- المان ساده ترک. 54 4-2-2- المان ترک کینک. 57 4-2-3- راه حل نوک ترک. 61 4-3- آنالیز عددی ترک های کینک. 64 4-4-صحت سنجی برنامه. 66 4-4-1- ترک خطی مرکزی. 66 4-4-2- ترک تحت فشار در یک جسم نامحدود. 69 4-4-3- ترک خمیده. 72 4-4-4- گسترش ترک ثانویه در یک ترک خطی شیب دار مرکزی 74 فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات 5-1- بحث و نتیجه گیری. 81 5-2- پیشنهادات. 83 منابع و مراجع. 84 فهرست اشکال شکل- -11-الف) المان های محدود، ب)المان های مرزی 4 شکل 1-2- فلوچارت روند کلی تحلیل یک ترک توسط روش المان مرزی 6 شکل 2-1- نمونه های آزمایش الف) تنش فشاری، ب) خمش 3 نقطه ای. 10 شکل 2-2-الف) تاثیر ضخامت نمونه، ب) تاثیر دما 11 شکل 2-3-حالات مختلف مد شکست. 14

2   فصل دوم مکانیک شکست 8
2 – 1 مقدمه 9
2 – 2 روش تعادل انرژی گریفیث 9
2 – 3 تئوری اصلاح شده گریفیث (اصل ایروین – اروان) 16
2 – 4   ترک های گریفیث 17
2 – 5 مفهوم ترک 17
2 – 6 مشخصات ترک 18
2 – 7  نرخ آزاد سازی انرژی کرنشی ( G ) 19
2 – 8   مقاومت ترک ( R ) 20
2 – 9  مقاومت ترک یا منحنی R 20
2 – 9 – 1 مفهوم منحنی R 21
2 – 9 – 2 منحنی R مستقل از طول ترک اولیه 24
2 – 9 – 3   منحنی R  بر حسب فاکتور شدت تنش 24
2 – 9 – 4 تاثیر ضخامت نمونه روی منحنی R 25
2 – 10 فاکتور شدت تنش استاتیکی 26
2 – 11 فاکتور شدت تنش دینامیکی 27
2 – 12 مدهای شكست 29
2 – 13 انشعاب ترک در مکانیک شکست 30
چند تعریف 31
2 – 14 سرعت ترک و انرژی جنبشی 32
2 – 15 شدت تنش دینامیکی  و  نرخ آزاد شدن انرژی 39
2 – 16 مفهوم انشعاب ترک 42
2 – 17 انشعاب متقارن برای ترک مد I 46
50
3   فصل سوم   تئوری انشعاب 50
3 – 1  مقدمه 51
3- 2 تکرار توابع 51
3 – 3 چرخه ها 52
3 – 4 نوع چرخه ها 52
3 – 5 تحلیل گرافیکی 55
3 – 6 نمودار فازی 61
3 – 7 محاسبات نقاط ثابت 62
3 – 8 نقاط دوره ای 67
3 – 9 انشعاب در معادلات ریاضی 70
3 – 10 دینامیک نقشه های کوادراتیک 70
3 – 11 انشعاب زینی 76
3 – 12 انشعاب دو گانه تناوبی 81
فصل چهارم تحلیل انشعاب ترک با استفاده از تئوری انشعاب 87
4 – 1 مقدمه 88
4 – 2 روش حل مساله 88
4 – 3 محاسبات برای بازالت 91
4 – 4 محاسبات برای  Silt stone 95
4 – 5 محاسبات برای گرانیت 98
4 – 6 محاسبات برای Granite westerly 101
4 – 7 محاسبات برای بازالت در تنش    MPa30 105
4 – 8 محاسبات برای بازالت در تنش MPa 20 108
5   فصل پنجم    نتیجه گیری 112
6   منابع و مآخذ 114

 
فهرست اشکال
شکل 1- 1: منحنی رشد ترک بر حسب زمان و دوره بارگذاری. 4
شکل 1-2: منحنی مقاومت باقیمانده سازه بر حسب زمان و اندازه ترک. 4
شکل 2 – 1 :  صفحه با ابعاد بی‌نهایت و ضخامت واحد شامل یک ترک مرکزی عمقی 10
شکل2 – 2  : یک حفره بیضوی در یک صفحه بی نهایت در معرض کشش یکنواخت در بی نهایت.. 18
شکل 2 – 3  : نمایش نموداری از شرایط  آغازش ترک برای مد یک ترک خوردگی  تحت تنش صفحه ای 22
شکل  2 – 4  : تفسیر نموداری از منحنی R  بر حسب G برای نمونه ای شامل یک ترک با طول اولیه ai  24
شکل 2 – 5   : اثر طول اولیه ترک روی منحنی R    24
شکل  2 – 6  : بیان منحنی R بر حسب فاکتور شدت تنش 26
شکل  2 – 7   : اثر ضخامت  نمونه روی منحنی R  27
شکل 2-1 : روش‌های اصلی بارگذاری و جابجایی سطوح ترک 30
شکل 3 – 1 :  نشان دادن انرژی جنبشی  33
شکل  3 – 2  : افزایش نرخ پیشرفت ترک بر حسب اندازه ترک  36
شکل  3 – 3  : سرعت های ترک اندازه گیری شده در یک ورق فولادی در حالت کرنش صفحه ای 38
شکل 3– 4   : تنش ها روی یک المان ماده  40
شکل  3 – 5  : نرخ رهاشدن انرژی در حالتهای استاتیکی و دینامیکی 41

این مطلب را هم بخوانید :

شکل 3 – 6   : منشعب شدن ترک ها  43
شکل 3 – 7  : گسترش نیافتن شاخه  های ترک  45
شکل  3 – 8 : انشعاب متقارن  46
شکل 3 – 9 : یک مثال تجربی از انشعاب ترک مد  I   47
شکل  3 – 10 : side – branching  برای ترک مد I  48
شکل  3 – 11  : یک مثال تجربی از  crack side – branching از ترک مد I 48
شکل 3 – 1: نقطه ثابت تابع   صفر است. 52
شکل 3 – 2: نقطه ثابت تابع  ، 739085/0 است. 52
شکل 3 -3 : تحلیل گرافیکی 55
شکل 3 -4 : تحلیل گرافیکی تابع 55
شکل 3 – 5 : تحلیل گرافیکی تابع 56
شکل 3 – 6 الف : تحلیل گرافیکی تابع   57
شکل 3 – 6 ب : تحلیل گرافیکی تابع 57
شکل 3- 7 : تحلیل گرافیکی تابع 58
شکل 3 – 8 : تحلیل چرخه ای تابع  برای (الف):  و (ب): 59
شکل 3 – 9 : نمودار فازی تابع   60
شکل 3 – 10 : نمودار فازی تابع 60
شکل 3 – 11 : تحلیل گرافیکی  ( الف ) تابع  و   ( ب) تابع  و . 61
شکل 3 – 12 : تحلیل گرافیکی تابع (الف )  و  ( ب)      و   . 62
شکل 3 – 13 : در هر دو مورد  نقطه ثابت جذب کننده است. 63

2-2-2 مدل تاناکا……………………………………………………………………………………………………………………………………………………42
2-2-3 مدل لیانگ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….43
2-2-4 مدل برینسون……………………………………………………………………………………………………………………………………………..45
2-2-5 مدل اصلاح شده ی برینسون……………………………………………………………………………………………………………………..49
فصل سوم:مدل تیر…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..55
3-1 آنالیز خطی………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………58
3-2 آنالیز غیرخطی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………60
3-3 روش حل ادغام تیر و آلیاژحافظه­دار……………………………………………………………………………………………………………………………….60
فصل چهارم: نتایج عددی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..63
4-1 تحلیل خطی تیر………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………64
4-2 تحلیل غیرخطی تیر…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………69
4-2-1 مقایسه­ی تحلیل خطی تیر و غیرخطی تیر……………………………………………………………………………………………….72
4-3 تحلیل آلیاژ حافظه­دار………………………………………………………………………………………………………………………………………………………73
4-3-1 نمودار تنش-کرنش در دمای 60 درجه سانتی گراد………………………………………………………………………………….75
4-3-2 نمودار تنش-کرنش در دمای 40 درجه سانتی گراد………………………………………………………………………………….76
4-3-3 نمودار تنش-کرنش در دماهای 5 و 20 درجه سانتی گراد……………………………………………………………………….77
4-3-4 نمودارهای تکمیلی……………………………………………………………………………………………………………………………………..78
4-4 ادغام معادلات تیر و آلیاژ حافظه­دار………………………………………………………………………………………………………………………………..81
4-4-1 تحلیل خطی تیر………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….81
4-4-2 ادغام محرک آلیاژحافظه­دار و تیر……………………………………………………………………………………………………………………………….85
فصل پنجم: نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..89
پیشنهاد برای ادامه کار…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….90
مراجع……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….91
 
 

فهرست اشکال
شکل                                                                       صفحه
شکل1-1 دیاگرام فازی: تنش بحرانی به عنوان تابعی از دما ]1[ …………………………………………………………………………………………. 3
شکل 1-2 فیلتر سیمون]2[………………………………………………………………………………………………………………………………………………………6
شکل 1-3 مسدودکننده سوراخ دیوار بطنی]2[………………………………………………………………………………………………………………………..7
شکل 1-4 استنت ها با اندازه های متفاوت]2[…………………………………………………………………………………………………………………………7
شکل 1-5 مهره فشرده شده و سمت راست شکل اولیه مهره]2[…………………………………………………………………………………………….8
شکل 1-6 دستکش حاوی آلیاژ حافظه دار ]2[………………………………………………………………………………………………………………………..9
شکل 1-7 ویژگی سوپرالاستیک آلیاژهای حافظه دار…………………………………………………………………………………………………………….10
شکل 1-8 مقایسه ی کیفی رفتار مواد مختلف استفاده شده در ارتودنسی ]4[……………………………………………………………………11
شکل 1-9 دستگاه آندوسکوپی کپسولی با استفاده از فنرهای حافظه دار به عنوان عملگر  ]5[………………………………………….12
شکل 1-10 مجموعه ی پوسته پایینی و عملگرهای حافظه دار  ]6[……………………………………………………………………………………13

شکل 1-11 عملگرهای حرارتی حافظه دار]7[………………………………………………………………………………………………………………………15
شکل 1-12 گستره دمای انتقال آلیاژهای Ni-Ti تجاری در دسترس]7[…………………………………………………………………………..17
شکل 1-13 عملکرد سوپاپ های حرارتی ]7[……………………………………………………………………………………………………………………….17
شکل 1-14 نمایی از مقطع عرضی سوپاپ حرارتی]7[………………………………………………………………………………………………………….18
شکل 1-15 محرک های الکتریکی حافظه دار]7[…………………………………………………………………………………………………………………19
شکل 1-16 محدوده دمای کاری برای خودروها و دمای انتقال برای آلیاژهای حافظه دار Ni-Ti ]7[………………………………20
شکل 1-17 لامپ مه شکن با محرک الکتریکی حافظه دار]7[……………………………………………………………………………………………..20
شکل 1-18 برف پاک کن با استفاده از فنر حافظه دار ]7[…………………………………………………………………………………………………..21

این مطلب را هم بخوانید :

شکل 1-19 مکانیزم قفل در با استفاده از فنرهای حافظه دار  ]7[………………………………………………………………………………………21
شکل 1-20 سیستم های مهار کننده ]13[……………………………………………………………………………………………………………………………26
شکل 1-21 سیستم موانع لولای پل ]13[…………………………………………………………………………………………………………………………….27
شکل 1-22 فریم عینک حافظه دار ]2[…………………………………………………………………………………………………………………………………28
شکل 2-1 نحوه ی تغییر ساختار بلوری فازها در اثر اعمال حرارت به یک آلیاژ حافظه دار ]3 [………………………………………..34
شکل 2-2 نحوه تغییر فاز مارتنزیت در اثر تنش]3[………………………………………………………………………………………………………………35
شکل 2-3 نمایش دو نوع مارتنزیت ناشی از تنش در بارگذاری یک بعدی]3 [……………………………………………………………………35
شکل 2-4 نمایش چگونگی ایجاد خاصیت حافظه داری ]3 [……………………………………………………………………………………………….36
شکل 2-5 نمایش خاصیت سوپرالاستیک آلیاژهای حافظه دار ]3 […………………………………………………………………………………….37
شکل 2-6 نمودار تنش بحرانی بر حسب دما برای مدل «لیناگ» ]24[……………………………………………………………………………….44
شکل 2-7 نمودار تنش بحرانی بر حسب دما برای مدل «برینسون» ]24[…………………………………………………………………………..48
شکل 3-1 آرایش تیر الاستیک و سیم حافظه­دار قبل و بعد تغییر شکل………………………………………………………………………………56
شکل 3-2 دیاگرام جسم آزاد تیر منحرف شده………………………………………………………………………………………………………………………57

فصل اول: معرفی
1-1 تاریخچه فناوری نانو……………………………………………………………………………………………………… 2
1-2 تصویری از نانو متر  ………………………………………………………………………………………………………..4
1-3 اهمیت مقیاس نانو ………………………………………………………………………………………………………… 4
1-4 تعرف فناوری نانو ………………………………………………………………………………………………………… 5
1-5 روش های رایج در افزایش انتقال حرارت …………………………………………………………………………. 5
1-5-1 روش های فعال ……………………………………………………………………………………………………….. 6
1-5-1-1 ابزار مکانیکی ………………………………………………………………………………………………………. 6
1-5-1-2 ارتعاش سطوح …………………………………………………………………………………………………….. 6
1-5-1-3  ارتعاش سیال یا جریان طپشی …………………………………………………………………………………. 6
1-5-1-4 میدان الکترواستاتیکی (مستقیم یا متناوب) …………………………………………………………………. 7
1-5-1-5 تزریق ………………………………………………………………………………………………………………… 7
1-5-1-6 مکش ………………………………………………………………………………………………………………… 7
1-5-2 روش های غیر فعال ………………………………………………………………………………………………….. 7
1-5-2-1 پره ها (سطوح گسترده) …………………………………………………………………………………………. 7
1-5-2-2 میکرو کانال ها …………………………………………………………………………………………………….. 8
1-5-2-3 افزایش انتقال حرارت گردابه ای ……………………………………………………………………………… 8
فهرست مطالب
عنوان                                                          صفحه
1-5-2-4 تغییر خاصیت رئولوژیکی سیال ……………………………………………………………………………….. 8
1-5-2-5 پوشش دهی و پرداخت سطح …………………………………………………………………………………. 8
1-5-2-6 ایجاد زبری سطحی ……………………………………………………………………………………………….. 9
1-5-2-7 استفاده از وسایل چرخاننده جریان …………………………………………………………………………… 9
1-5-2-8 ایجاد انقطاع و شکستگی در جریان ………………………………………………………………………….. 9
1-5-2-9 آشوبناک کردن جریان …………………………………………………………………………………………. 9
1-5-2-10 لوله های مارپیچی ………………………………………………………………………………………………. 9
1-5-2-11 افزودن ذرات جامد به مایع ………………………………………………………………………………….. 10
1-6 مزایای استفاده از نانو ذرات ………………………………………………………………………………………….. 10
 
فصل دوم: نانو سیال و تعیین خواص آن
مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………….. 12
2-1 روند رو به رشد تحقیقات در زمینه نانو سیال …………………………………………………………………….. 13
2-2 ضرورت وجود و روند پیدایش نانو سیالات …………………………………………………………………….. 15
2-2-1 تهیه نانو سیالات …………………………………………………………………………………………………….. 17
2-2-2 روش های ساخت نانو سیال ………………………………………………………………………………………. 17
2-3 پایداری نانو ذرات در نانو سیالات ………………………………………………………………………………….. 20
2-3-1 اهمیت پایداری نانو سیال ………………………………………………………………………………………….. 20
2-3-2 اضافه کردن فعال کننده یا مواد فعال در سطح ………………………………………………………………. 20
2-3-3 کنترل PH …………………………………………………………………………………………………………….. 21
2-3-4 ارتعاشات فراصوت …………………………………………………………………………………………………. 22
2-4 کاربردهای نانو سیال …………………………………………………………………………………………………… 22
 
فهرست مطالب
عنوان                                                          صفحه
2-4-1 صنعت حمل و نقل ………………………………………………………………………………………………….. 23
2-4-2 نانو سیال در سیستم خنک کاری ………………………………………………………………………………… 23
2-4-3 نانو سیال در سوخت ……………………………………………………………………………………………….. 24
2-4-4 نانو سیال در سیستم ترمز …………………………………………………………………………………………… 24

2-4-5 نانو سیال در سیستم روغن کاری ………………………………………………………………………………… 25
2-4-6 خنک کاری صنعتی ……………………………………………………………………………………………….. 25
2-4-7 رآکتورهای اتمی …………………………………………………………………………………………………… 26
2-4-8 استخراج انرژی زمین گرمایی و دیگر منابع انرژی …………………………………………………………. 26
2-4-9 خنک کاری قطعات الکترونیکی ……………………………………………………………………………….. 27
2-4-10 زمینه های نظامی …………………………………………………………………………………………………… 27
2-4-11 کاربردهای فضایی ……………………………………………………………………………………………….. 28
2-4-12 پزشکی ………………………………………………………………………………………………………………. 28
2-4-12-1 تحویل دارو …………………………………………………………………………………………………….. 28
2-4-12-2 درمان سرطان …………………………………………………………………………………………………… 29
2-5 پارامترهای تأثیرگذار بر ضریب هدایت گرمایی ……………………………………………………………….. 30
2-5-1 کسرحجمی ………………………………………………………………………………………………………….. 30
2-5-2 جنس نانو ذرات …………………………………………………………………………………………………….. 31
2-5-3 نوع سیال ………………………………………………………………………………………………………………. 32
2-5-4 اندازه نانو ذرات ……………………………………………………………………………………………………… 32
2-5-5 شکل نانو ذرات ……………………………………………………………………………………………………… 33
2-5-6 دما ………………………………………………………………………………………………………………………. 34
2-5-7 مقدار PH ……………………………………………………………………………………………………………… 34

این مطلب را هم بخوانید :

2-5-8 حرکت براونی ……………………………………………………………………………………………………….. 35
فهرست مطالب
عنوان                                                  صفحه
2-5-9 خوشه ای شدن ………………………………………………………………………………………………………. 36
2-5-10 لایه ای شدن در اطراف نانو ذره ………………………………………………………………………………. 37
2-6 دیگر مکانیزم های مؤثر بر انتقال حرارت …………………………………………………………………………. 38
2-6-1 ترموفورسیس ………………………………………………………………………………………………………… 38
2-6-2 دیفیوژنوفرسیس …………………………………………………………………………………………………….. 38
2-7 تعیین خواص نانو سیال ………………………………………………………………………………………………… 38
2-7-1 چگالی …………………………………………………………………………………………………………………. 39
2-7-2 ظرفیت گرمایی ویژه ……………………………………………………………………………………………….. 39
2-7-3 ضریب انبساط حرارتی …………………………………………………………………………………………….. 40
2-7-4 ضریب هدایت گرمایی ……………………………………………………………………………………………. 40
2-7-5 مدل های مبتنی بر حرکت براونی ………………………………………………………………………………. 41
2-7-5-1 مدل های مبتنی بر خوشه ای شدن نانو ذرات ……………………………………………………………. 46
2-7-5-2 مدل های مبتنی بر لایه ای شدن سیال ……………………………………………………………………… 48
2-7-5-3 دیگر مدل ها ……………………………………………………………………………………………………… 49
2-8 لزجت دینامیکی ………………………………………………………………………………………………………… 50
2-8-1 لزجت دینامیکی …………………………………………………………………………………………………….. 51
2-8-2 پارامترهای تأثیر گذار بر لزجت …………………………………………………………………………………. 57
2-8-2-1 اثر دما ………………………………………………………………………………………………………………. 57
2-8-2-2 اثر کسر حجمی …………………………………………………………………………………………………. 58
2-8-2-3 اثر اندازه ذره ……………………………………………………………………………………………………… 61
2-8-3 بررسی های تحلیلی لزجت ……………………………………………………………………………………….. 62
2-8-4 بررسی های تجربی لزجت ……………………………………………………………………………………….. 63
 
فهرست مطالب
عنوان                                                 صفحه
 
فصل سوم: روش های اندازه گیری خواص ترموفیزیکی (لزجت و ضریب هدایت گرمایی)
3-1 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………. 66
3-2 لزجت ……………………………………………………………………………………………………………………… 66
3-2-1 لزجت دینامیکی …………………………………………………………………………………………………….. 66
3-2-2 لزجت سینماتیک …………………………………………………………………………………………………… 67
3-3 اهمیت اندازه گیری لزجت …………………………………………………………………………………………… 67
3-4 معرفی انواع لزجت سنج  و کاربرد هر نوع از آن ………………………………………………………………. 67
3-4-1 لزجت سنج های آزمایشگاهی …………………………………………………………………………………… 67
3-4-1-1 لزجت سنج های U شکل ……………………………………………………………………………………… 67
3-4-1-2 لزجت سنج های سقوطی ……………………………………………………………………………………… 68
3-4-1-3 لزجت سنج های لرزشی ………………………………………………………………………………………. 68
3-4-1-4 لزجت سنج های دورانی ………………………………………………………………………………………. 69
3-4-1-5 لزجت سنج های استابینگر …………………………………………………………………………………….. 69
3-5 شرح آزمایش، اندازه گیری لزجت در این پایان نامه …………………………………………………………. 69
3-5-1 مشخصات دستگاه بروکفیلد ……………………………………………………………………………………… 72
3-6 ضریب هدایت گرمایی ……………………………………………………………………………………………….. 73
3-6-1 روش سیم داغ گذرا ………………………………………………………………………………………………… 74
3-6-2 روش صفحات موازی پایا ………………………………………………………………………………………… 75
3-6-3 روش تحلیلگر حرارت ثابت …………………………………………………………………………………….. 75
3-6-4 روش استوانه های هم مرکز ……………………………………………………………………………………… 76
3-6-5 روش نوسانی دما ……………………………………………………………………………………………………..77
 
فهرست مطالب
عنوان                                                 صفحه
3-6-6 روش مقایسه حرارتی ………………………………………………………………………………………………. 77
3-6-7 روش امگا 3 ………………………………………………………………………………………………………….. 78
3-7 روش اندازه گیری ضریب هدایت گرمایی در این تحقیق …………………………………………………… 78
3-7-1 مشخصات دستگاه KD2-Pro …………………………………………………………………………………… 79
3-7-1-1 قابلیت های دستگاه …………………………………………………………………………………………….. 79
3-7-1-2 محدوده اندازه گیری …………………………………………………………………………………………… 79
3-7-1-3 دقت اندازه گیری ……………………………………………………………………………………………….. 79
3-8 دیگر دستگاه های استفاده شده در این آزمایش ……………………………………………………………….. 80
3-8-1 دستگاه PH متر …………………………………………………………………………………………………….. 80
3-8-1-1 مشخصات دستگاه ………………………………………………………………………………………………. 80
3-8-2 دستگاه همزن (استیرر) …………………………………………………………………………………………….. 81
3-8-3 دستگاه ترازوی دیجیتال آزمایشگاهی ………………………………………………………………………… 81
 
فصل چهارم: تحلیل و بررسی دستاوردهای آزمایش
مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………….. 82
4-1 اندازه گیری ضریب هدایت گرمایی ………………………………………………………………………………. 82
4-1-1 اثر دما بر ضریب هدایت گرمایی نانو سیال …………………………………………………………………… 82
4-1-2 اثر کسر حجمی بر ضریب هدایت گرمایی …………………………………………………………………… 88
4-1-3 مقایسه ضریب هدایت گرمایی نسبی بر حسب کسر حجمی با فرمولاسیون مختلف …………….. 103
4-1-4 ارائه روابط ریاضی برای ضریب هدایت حرارت نسبی ………………………………………………….. 107
4-2 لزجت دینامیکی ………………………………………………………………………………………………………. 110
4-2-1 اثر دما بر لزجت دینامیکی ………………………………………………………………………………………. 110
4-2-2 اثر کسر حجمی بر لزجت دینامیکی ………………………………………………………………………….. 114
فهرست مطالب
عنوان                                                 صفحه
4-3 لزجت نسبی نانو سیال ………………………………………………………………………………………………… 118
4-3-1 اثر کسر حجمی بر افزایش لزجت نسبی ……………………………………………………………………… 123
4-3-2 مقایسه نتایج تجربی اثر کسر حجمی بر لزجت نسبی با فرمولاسیون مختلف ………………………. 127
4-3-3 ارائه روابط ریاضی برای لزجت نسبی ……………………………………………………………………….. 135
4-4 ارائه نتایج حاصل از آزمایش در قالب جدول……………………………………………………………………137

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات
5-1 جمع بندی ………………………………………………………………………………………………………………..140
5-2 پیشنهادات ………………………………………………………………………………………………………………..141
منابع………………………………………………………………………………………………………………………………142
 
 
 
فهرست جداول
عنوان                                                 صفحه
جدول 1-1 انقلاب های صنعتی تاریخ بشر ………………………………………………………………………………. 3
جدول 1-2 وقایع برجسته در تاریخ فناوری نانو ………………………………………………………………………… 4
جدول 1-3 ضرایب هدایت حرارتی مواد گوناگون ………………………………………………………………….. 10
جدول 2-1 مقایسه اجمالی میکرو ذرات و نانو ذرات ……………………………………………………………….. 12
جدول 2-2 روند روبه رشد تحقیقات در زمینه نانو سیال با بررسی تعداد مقالات مرتبط در بانک اطلاعاتی Scopus …………………………………………………………  …………………………………………………………….. 14
جدول 2-3 مقایسه ضرایب هدایت حرارتی چند مایع و جامد مرسوم ………………………………………….. 15
جدول 2-4 افزایش ضریب انتقال حرارت و روش تولید برخی نانو سیالات ………………………………….. 19
جدول 2-5 خواص برخی سیال ها و نانو ذرات ……………………………………………………………………… 39
جدول 2-6 ضرایب ثابت برای مدل کووکلینستروئر ………………………………………………………………… 44
جدول 2-7 ضریب ثابت  برای مدل ضریب هدایت گرمایی واجها و داس …………………………………. 45
جدول 2-8 ضرایب ثابت مدل ضریب هدایت گرمایی دوانگدونسوک و وونگویس ……………………… 50
جدول 2-9 ضرایب ثابت در ناحیه دمایی مدل لزجت نامبورو و همکاران …………………………………….. 53
جدول 2-10 ضرایب ثابت در دو ناحیه دمایی لزجت نامبورو و همکاران ……………………………………… 54
جدول 2-11 ثابت های رابطه لزجت دینامیکی دوانگدونسوک و وونگویس ………………………………… 56
جدول 2-12 خلاصه مدل هایی از لزجت نانو سیال ها، به عنوان تابع درجه حرارت و کسر حجمی نانو ذرات (اکسید آلومینیوم / آب) ……………………………………………………………………………………………. 59
جدول 2-13 ……………………………………………………………………………………………………………………. 60
جدول 2-14 بیان های تحلیلی عمومی برای لزجت نانو سیال به صورت تابعی از کسر حجمی ………….. 64
جدول 2-15 خلاصه ای از مدل های لزجت در دمای اتاق بر پایه داده های تجربی ………………………… 65
جدول 3-1 خواص مربوط به نانو ذره ……………………………………………………………………………………. 71
جدول 4-1 ضریب هدایت حرارتی نانو سیال برحسب دما و کسر حجمی ……………………………………….87
جدول 4-2 خواص آب دیونیزه ………………………………………………………………………………………….. 93
فهرست جداول
عنوان                                                 صفحه
جدول 4-3 مقایسه عددی نتایج تجربی با مدل های تخمین لزجت نسبی در دمای20 ……………………128
جدول 4-3 مقایسه عددی نتایج تجربی با مدل های تخمین لزجت نسبی در دمای25 ……………………130
جدول 4-4 مقایسه عددی نتایج تجربی با مدل های تخمین لزجت نسبی در دمای35 ……………………130
جدول 4-5 مقایسه عددی نتایج تجربی با مدل های تخمین لزجت نسبی در دمای45 ……………………131
جدول 4-6 مقایسه عددی نتایج تجربی با مدل های تخمین لزجت نسبی در دمای55 ……………………132
جدول 4-7 مقایسه عددی نتایج تجربی با مدل های تخمین لزجت نسبی در دمای25 ……………………133
جدول 4-8 نتایج آزمایشگاهی ضریب هدایت گرمایی نانوسیال …………………………………………………138
جدول 4-9 نتایج آزمایشگاهی ضریب هدایت گرمایی نسبی………………………………………………………138
جدول 4-10 نتایج آزمایشگاهی لزجت دینامیکی نانوسیال ………………………………………………………..139
جدول4-11 نتایج آزمایشگاهی لزجت نسبی…………………………………………………………………………..139
 
 
 
 
فهرست اشکال
عنوان                                                 صفحه
شکل 2-1 تعداد مقالات یافت شده با جستجوی کلمات Nanofluids یا Nanofluid در Engineeringدر سال 2008 ………………………………………………………………………………………………………………………………… 13
شکل 2-2 نانو سیال به دست آمده از روش مرحله ای ………………………………………………………………. 17
شکل 2-3 نانو سیال آب و اکسید مس به دست آمده از روش تک مرحله ای ……………………………….. 18
شکل 2-4 اثر انباشتگی به بهبود ضریب هدایت گرمایی نانو سیال ……………………………………………….. 36
شکل 2-5 وجود یک مقدار بهینه برای انباشتگی نانو ذرات ……………………………………………………….. 37
شکل 2-6 گرادیان سرعت و همچنین تنش برشی برای یک سیال نیوتنی ……………………………………… 50
شکل 2-7 کاهش لزجت با افزایش درجه حرارت …………………………………………………………………… 58
شکل 3-1 تصویر TEM …………………………………………………………………………………………………….. 70
شکل 3-2 تصویر XRD …………………………………………………………………………………………………….. 70
شکل 3-3 دستگاه اندازه گیری لزجت بروکفیلد ……………………………………………………………………… 73
شکل 3-4 روش های مختلف اندازه گیری ضریب هدایت گرمایی نانو سیالات …………………………….. 74
شکل 3-5 شماتیک دستگاه اندازه گیری با روش سیم داغ گذرا ………………………………………………… 74
شکل 3-6 دستگاه اندازه گیری تجربی به روش صفحات موازی پایا ……………………………………………. 75
شکل 3-7 دیاگرام شماتیک دستگاه اندازه گیری تجربی به روش TPS ……………………………………….. 76
شکل 3-8 سطح مقطع برش خورده تجهیزات اندازه گیری به روش استوانه های هم مرکز ………………. 76
شکل 3-9 دستگاه اندازه گیری تجربی به روش نوسانی دما ……………………………………………………….. 77
شکل 3-10 دستگاه اندازه گیری ضریب هدایت گرمایی بر پایه روش مقایسه حرارتی ……………………. 78