بررسی عددی اثر حالت های مختلف توبولاتور مارپیچ بر عملکرد هیدرولیکی حرارتی نانوسیال هیبریدی دوفازی

در این مطالعه به بررسی عددی اثر توربولاتور درون کانال بر انتقال حرارت و افت فشار نانوسیال هیبریدی آب- مس- اکسید تیتانیوم (TiO2) در جریان آشفته به صورت دوفازی پرداخته شده است. به منظور شبیه سازی جریان دوفازی از مدل مخلوط (mixture) استفاده شده است. از روش حجم محدود و الگوریتم SIMPLEC و مدل توربولانسی e-k برای حل عددی استفاده شده است. مطالعه برای نانوسیال هیبریدی آب - مس- اکسید تیتانیوم در اعداد رینولدز 3000 تا 9000، کسر حجمی 1 تا 3 در صد انجام شده است. همچنین اثرات یک، دو و سه توربولاتور با حالتی که کانال ساده می باشد، مقایسه شده است. دیواره های بالا و پایینی کانال دارای شرط عدم لغزش و در معرض دمای ثابت 360 کلوین، قرار دارند. نتایج نشان میدهد که قرار دادن توربولاتور در کانال، باعث افزایش انتقال حرارت می شود. با بیشتر شدن تعداد توربولاتور، انتقال حرارت و افت فشار افزایش می یابد. همچنین استفاده از نانوسیال هیبریدی باعث بهبود عملکرد حرارتی بهتری نسبت به سیال پایه آب می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهد که عدد ناسلت متوسط در کانال به همراه سه عدد توربولاتور در کسر حجمی 3 درصد و رینولدز 9000، 130 / 59 درصد نسبت به کانال ساده افزایش داشته است. همچنین با توجه به بررسی معیار ارزیابی هیدرولیکی حرارتی، استفاده از توربولاتورها در تمام حالت مطلوب است.

Keywords:

توربولاتور , جریان دوفازی , نانوسیال هیبریدی , مدل mixture الگوریتم SIMPLEC